一种松散堆积体结构分析试验设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种松散堆积体结构分析试验设备，采样管顶连接件的下部连接到采样管的顶部，管封和橡皮圈用于采样后封闭采样管的管口；导向滑轮的底板连接到采样管顶连接件的上部；连杆设置有滑槽，导向滑轮的顶板通过第一滚轴穿过滑槽后连接到底板，第一滚轴还套装有第一滚轮；连杆两端的连杆滑轮分别架设在矩形框架两个相对的侧边上，连杆滑轮的内侧板、第二滚轮和外侧板分别位于矩形框架侧边的内侧、上侧和外侧。本实用新型专利技术填补了针对起伏地形区域内滑坡类物理模型试验中松散体精细化堆积结构分析的空白，为此类型物理模型试验中松散体堆积机理的深入探讨提供了可能。并且，试验设备结构简单、装卸方便，性价比高。

【技术实现步骤摘要】
一种松散堆积体结构分析试验设备
本技术涉及滑坡地质灾害相关的试验
，特别是一种松散堆积体结构分析试验设备。
技术介绍
巨型岩崩-碎屑流属于滑坡灾害之一，高陡岩质山体在地震、降雨或人工破坏等外在因素诱发下发生岩体失稳破坏，在受重力作用下向下高速运动过程中发生破碎，形成碎屑流，最终堆积在山体坡脚，往往会对下游重要结构物以及人员安全形成极大威胁，造成灾难性事件。高速碎屑流的堆积过程一直是国内外学者的研究热点，且物理模型试验目前是揭示碎屑体堆积机理的重要手段，然而试验技术的实施受设备的限制较大，有效且合理的试验设备对试验结果尤为重要。已有的巨型岩崩-碎屑流的研究成果表明，碎屑流高速远程过程中与运动路径相互作用，并受制于堆积区地形地貌的影响，形成不同的堆积地貌及堆积结构，而堆积体内部结构差异是研究碎屑流运动机理的重要地质证据，同时对后续次生灾害演化具有重要影响。例如，碎屑体中“下部颗粒细、上部颗粒粗”这种反粒序结构可能促进碎屑流运动更远的距离；又例如碎屑流常堵塞河谷，形成滑坡坝，导致河流中断形成堰塞湖，而碎屑流堆积体不同位置，不同深度的颗粒大小、粒径级配等内部结构直接控制滑坡坝稳定性，影响坝体内部渗流场及溃坝模式。因此，对碎屑流堆积体在不同关键位置进行竖向堆积结构的取样分析尤为重要。目前室内斜槽试验中，对碎屑流模拟中松散堆积体的分析主要是堆积体表面肉眼观察，以及进行粗略的分区域、分层筛分，获取其粒径级配，无法直接观察堆积体内部真实堆积结构及竖向粒径分布特征。且粗略的分区域、分层筛分无法获取堆积体内部结构特征，不能对关键位置的碎屑进行精细取样和粒径分析，远远无法满足试验需求。此外,当室内试验对象的堆积区为河谷等特殊地形时,等长、平口采样管无法与场地严密贴合，即当平口管端置于斜坡上时，当移去采样管周围的散粒体后，管内颗粒体会从管口流出，无法满足试验采样需要。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种专用于起伏地形区域内滑坡物理模型试验中松散堆积体细观结构分析的试验设备，来解决如何有效采集松散体样本并直观展示松散体内部竖向堆积结构特征，进一步精确得到松散体不同位置处的粒径级配。实现本技术目的的技术方案如下：一种松散堆积体结构分析试验设备，包括采样管、采样管顶连接件、管封和橡皮圈，采样管顶连接件的下部连接到采样管的顶部，管封和橡皮圈用于采样后封闭采样管的管口；还包括导向滑轮，导向滑轮包括底板和顶板，底板连接到采样管顶连接件的上部；还包括连杆，连杆设置有滑槽，导向滑轮的顶板通过第一滚轴穿过滑槽后连接到导向滑轮的底板，第一滚轴还套装有第一滚轮；连杆两端还设置有连杆滑轮，连杆滑轮包括依次套装在第二滚轴上的内侧板、第二滚轮和外侧板；还包括矩形框架，连杆两端的连杆滑轮分别架设在矩形框架两个相对的侧边上，连杆滑轮的内侧板、第二滚轮和外侧板分别位于矩形框架侧边的内侧、上侧和外侧。进一步地，所述采样管底部为倾斜切口；所述管封包括与采样管的倾斜切口相配合的封闭片，封闭片边缘连接有与采样管侧面相配合的半圆环状固定片。进一步地，所述连杆和矩形框架均为铁质；还包括，用于定位导向滑轮的第一磁石，用于定位连杆滑轮第二磁石。进一步地，所述采样管顶连接件设有通气孔。进一步地，所述采样管为透明采样管，并设置有刻度线。进一步地，所述连杆和矩形框架均设置有刻度线。本技术的有益效果为：(1)填补了针对起伏地形区域内滑坡类物理模型试验中松散体精细化堆积结构分析的空白，为此类型物理模型试验中松散体堆积机理的深入探讨提供了可能。(2)试验设备结构简单、装卸方便，在满足试验操作的同时在很大程度上简化了设备制作和操作难度。(3)试验设备性价比高，所采用的原材料均为常见低价材料，取材方便，自制容易，可重复使用，且操作灵活性大，能够以低廉的成本满足试验的功能需求，便于批量生产并广泛推广使用。附图说明图1为本技术的整体结构俯视轴测图。图2为本技术的整体结构仰视轴测图。图3为本技术的分解示意图。图4为采样管顶连接件的结构示意图。图5为导向滑轮的分解示意图。图6为导向滑轮底板的结构示意图。图7为连杆滑轮的分解示意图。图8-1、图8-2和图8-3为采样装置在水平位置上自由调节，以及采样管口方向上自由调节的示意图。图中：1-采样装置，11-采样管(含刻度)，12-管封，13-橡皮筋，14-橡皮筋卡槽，2-连接装置，21-采样管顶连接件，211-矩形通气孔1，212-矩形通气孔2，213-螺纹螺栓孔(连接采样管)，214-螺纹螺栓孔(连接导向滑轮)，22-螺栓，23-导向滑轮，231-底板，2311-内嵌轴孔，2312-螺纹孔，232-滚轮，233-顶板，234-滚轴，235-插销，236-螺栓，24-U形强力磁石，3-采样点控制装置，31-方形铁质框架(含刻度)，32-连杆，33-连杆滑轮，331-内侧板，332-滚轮，333-外侧板，334-滚轴，335-插销，34-U形强力磁石。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的具体实施方式作进一步描述。参阅图1和图2，一种专用于起伏地形的松散堆积体结构分析试验设备，包括采样装置1、连接装置2和采样点控制装置3三个组成单元，三个组成单元的详细结构如下：参阅图3，采样装置1包括采样管(含刻度)11、管封12以、橡皮圈(筋)13以及管端侧壁橡皮筋卡槽14。管封12沿倾斜坡面由下向上插入管口并将其封闭，橡皮圈(筋)13将采样管(含刻度)11和管封12紧固，保证管封12不能脱落。采样管(含刻度)11顶部留有螺栓孔与连接装置2中的采样管顶部连接件21通过螺栓22连接。采样管下部为倾斜切口状，倾斜角度、方向及采样管长度可根据实际试验需要制作。管封为倾斜带壁钢片，管封内径大小等于采样管外径大小，管封倾斜角与采样管倾斜角相同。采样管倾斜管封底面与采样管倾斜口背面侧壁处设有卡槽，卡槽呈多层均匀分布，便于橡胶圈或高强度皮筋将管封与管口密闭，避免滑落。管封上部圆环的最佳形状为半圆环状，可以保证水平插入管底的同时与橡皮圈之间有充分的接触面积。管封为强度和高度较高但质量较小的不锈钢片。橡皮圈包括高强度橡皮圈或高强度橡皮筋两种：橡皮圈可提前套在采样管顶部位置，当采样管完成取样并水平插入管封后，将橡皮圈从顶部移至底部，以此固定管封；橡皮筋则是在插入管封后，用其多次缠绕管封并打结实现管封紧固在采样管管口处。参阅图3-图6，连接装置2包括采样管顶连接件21、螺栓22、导向滑轮23、U形强力磁石24。采样管顶连接件21包含2对矩形通气孔211和212(共4个)，两对矩形通气孔中心连线相互垂直而不再同一平面，在管轴方向上呈上下错位状态，可防止连接件的开孔位置处强度被较大削减。2对矩形通气孔可以使采样管内与管外实现气压互通，保证采样管下压时可及时排除管内气体，减小下压阻力。同时，采样管顶连接件21包含4个螺纹状螺栓孔213，螺栓孔213与采样管(含刻度)11顶部螺栓孔的位置一一对应，且螺栓孔213的螺纹与螺栓22相匹配，可通过改锥旋转安装和拆卸。导向滑轮23包含底板231、滚轮232、顶板233、滚轴234、插销235以及4根螺栓236。其中底板231中包含一个内嵌轴孔2311和4个螺孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种松散堆积体结构分析试验设备，其特征在于，包括采样管、采样管顶连接件、管封和橡皮圈，采样管顶连接件的下部连接到采样管的顶部，管封和橡皮圈用于采样后封闭采样管的管口；还包括导向滑轮，导向滑轮包括底板和顶板，底板连接到采样管顶连接件的上部；还包括连杆，连杆设置有滑槽，导向滑轮的顶板通过第一滚轴穿过滑槽后连接到导向滑轮的底板，第一滚轴还套装有第一滚轮；连杆两端还设置有连杆滑轮，连杆滑轮包括依次套装在第二滚轴上的内侧板、第二滚轮和外侧板；还包括矩形框架，连杆两端的连杆滑轮分别架设在矩形框架两个相对的侧边上，连杆滑轮的内侧板、第二滚轮和外侧板分别位于矩形框架侧边的内侧、上侧和外侧。

【技术特征摘要】
1.一种松散堆积体结构分析试验设备，其特征在于，包括采样管、采样管顶连接件、管封和橡皮圈，采样管顶连接件的下部连接到采样管的顶部，管封和橡皮圈用于采样后封闭采样管的管口；还包括导向滑轮，导向滑轮包括底板和顶板，底板连接到采样管顶连接件的上部；还包括连杆，连杆设置有滑槽，导向滑轮的顶板通过第一滚轴穿过滑槽后连接到导向滑轮的底板，第一滚轴还套装有第一滚轮；连杆两端还设置有连杆滑轮，连杆滑轮包括依次套装在第二滚轴上的内侧板、第二滚轮和外侧板；还包括矩形框架，连杆两端的连杆滑轮分别架设在矩形框架两个相对的侧边上，连杆滑轮的内侧板、第二滚轮和外侧板分别位于矩形框架侧边的内侧、上侧和外侧。2.如权利要求1所述的一种松散堆...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫孔明，林棋文，张建经，熊文威，程谦恭，刘阳，周永毅，朱崇浩，马东华，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：四川,51