测量水动力型滑坡模型固有频率的实验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种测量水动力型滑坡模型固有频率的实验装置及方法。本发明专利技术适用于滑坡固有频率实验技术领域。本发明专利技术要解决的技术问题是：提供一种测量水动力型滑坡模型固有频率的实验装置及方法。本发明专利技术所采用的技术方案是：一种测量水动力型滑坡模型固有频率的实验装置，其特征在于，包括：实验模型箱，所述实验模型箱箱体内设有滑坡体，滑坡体坡面外侧形成有过水通道；拾振器，所述拾振器布设于所述滑坡体，能实时测量滑坡体坡面的振动数；摄像头，所述摄像头设置于所述实验模型箱外围；水流激励模块，所述水流激励模块能从过水通道一端的进水口往所述实验模型箱内进水；控制器，与所述拾振器、摄像头和水流激励模块电路连接。摄像头和水流激励模块电路连接。摄像头和水流激励模块电路连接。

【技术实现步骤摘要】
测量水动力型滑坡模型固有频率的实验装置及方法


[0001]本专利技术涉及一种测量水动力型滑坡模型固有频率的实验装置及方法。适用于滑坡固有频率实验


技术介绍

[0002]水动力型滑坡由于水因素的影响，水岸已有及潜在滑坡的复活甚至失稳的概率增加。为了减少水动力型滑坡对人民财产及社会的危害，对水动力型滑坡的演化规律和机理的研究不可少的。
[0003]对于水动力型滑坡的演化规律和现场滑坡的监测，动力特征都是一个很好地选择，且目前也已有在实际水动力型滑坡进行环境噪声法等多种振动频率测量的方法的研究，但对水动力型滑坡演化过程中其固有振动频率等动力特征的变化趋势和原理仍需进一步的深入研究。
[0004]考虑到现场水动力型滑坡环境复杂，滑坡体内部振动测量困难，测量结果受外界干扰影响大，难以控制变量进行其动力特征变化趋势和原理的分析，借助实验模型进行研究是较为合理的方法，因此亟待研发一种环境噪声激励方式下的水动力型滑坡实验装置及方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种测量水动力型滑坡模型固有频率的实验装置及方法。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是：一种测量水动力型滑坡模型固有频率的实验装置，其特征在于，包括：
[0007]实验模型箱，所述实验模型箱箱体内设有滑坡体，滑坡体坡面外侧形成有过水通道；
[0008]拾振器，所述拾振器布设于所述滑坡体，能实时测量滑坡体坡面的振动数据；
[0009]摄像头，所述摄像头设置于所述实验模型箱外围，能够实时记录实验模型箱内滑坡体的滑坡影像；
[0010]水流激励模块，所述水流激励模块能从过水通道一端的进水口往所述实验模型箱内进水，能从过水通道另一端的出水口为实验模型箱内出水，能在所述实验模型箱内形成从所述过水通道进水口流向该过水通道出水口的水流，并能控制实验模型箱内的水位；
[0011]控制器，与所述拾振器、摄像头和水流激励模块电路连接。
[0012]所述水流激励模块，包括：
[0013]循环水箱，所述循环水箱上设有补水阀门和排水阀门；
[0014]第一水泵，所述第一水泵进水端经管路连通所述循环水箱，第一水泵出水端经管路连通所述实验模型箱；
[0015]第二水泵，所述第二水泵进水端经管路连通所述实验模型箱，第二水泵出水端经
管路连通所述循环水箱。
[0016]对应所述补水阀门和排水阀门均配有流量计，该流量计上配有能对相应的补水或排水流速进行微调的微调旋钮。
[0017]所述循环水箱和所述第一水泵之间管路上装有循环出水阀门，第一水泵和和所述实验模型箱之间管路上设有水流激励进水阀门；
[0018]所述实验模型箱和所述第二水泵之间管理上装有水流激励出水阀门，第二水泵和所述循环水箱之间管路上设有循环进水阀门。
[0019]所述水流激励进水阀门和水流激励出水阀门处均设有过滤网。
[0020]所述循环水箱内装有液位变送器。
[0021]所述拾振器分别布设在滑坡体的上部、中部和底部的浅层，拾振器X轴沿水平方向且与滑坡朝向方向一致，Y轴沿水平方向与滑坡走向一致，Z轴沿垂直方向。
[0022]所述第一水泵和第二水泵均采用静音水泵，且第一、二水泵的下方垫有减震泡沫。
[0023]所述滑坡体表面均匀撒有中砂。
[0024]一种基于所述测量水动力型滑坡模型固有频率的实验装置的实验方法，其特征在于：
[0025]a、通过水流激励模块往所述实验模型箱内注水，使水位高于实验模型箱上的进水口和出水口；
[0026]b、通过水流激励模块在水流激励模块和实验模型箱之间形成循环水流，该循环水流在过水通道内从实验模型箱的进水口流向出水口；
[0027]c、通过水流激励模块在保持循环水流的前提下控制实验模型箱内水位按指定速率上涨指定水位后，在控制实验模型箱内水位按指定速率下降；
[0028]d、重复步骤a～c，使得实验模型箱内的水位按不同速率上涨和下降，模拟水动力型滑坡水位上涨和下落。
[0029]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过水流激励模块在实验模型箱内形成从一端流向另一端的水流，并能通过水流激励模块控制实验模型箱内水位的上涨或下降，从而达到复现河流的水流流动对水动力型滑坡的环境振动激励的效果，实现水流激励下水动力型滑坡模型固有振动频率的测量。
[0030]本专利技术中水流激励模块包括循环水箱、第一水泵、第二水泵、补水阀门、排水阀门和流量计，通过循环水箱、第一水泵和第二水泵配合在实验模型箱内形成水流，通过循环水箱、第一水泵、第二水泵、补水阀门和流量计配合控制实验模型箱内水流的水位按一定速率上涨，通过循环水箱、第一水泵、第二水泵、排水阀门和流量计配合控制实验模型箱内水流的水位按一定速率下降，以复现河流的水流流动对水动力型滑坡的环境振动激励的效果。
[0031]本专利技术通过将液位变送器和流量计布设在循环水箱上，并在实验模型箱水流激励进水阀门和水流激励出水阀门处分别设过滤网，保证循环水箱内水不被滑坡后的土体污染，提高了液位变送器和流量计的准确性，从而提高了滑坡实验各个进程的控制精度。
附图说明
[0032]图1为实施例中实验装置的结构示意图。
[0033]图2为实施例中水泵连接及水流循环示意图。
[0034]图3为实施例中滤网安装位置示意图。
[0035]图4为实施例中拾振器安装示意图。
[0036]图5为实施例中无水流激励时滑坡模型的拾振器测得的X轴方向频谱示意图。
[0037]图6为实施例中无水流激励时滑坡模型的拾振器测得的Y轴方向频谱示意图。
[0038]图7为实施例中无水流激励时滑坡模型的拾振器测得的Z轴方向频谱示意图。
[0039]图8为实施例中水流激励下滑坡模型的拾振器测得的X轴方向频谱示意图。
[0040]图9为实施例中水流激励下滑坡模型的拾振器测得的Y轴方向频谱示意图。
[0041]图10为实施例中水流激励下滑坡模型的拾振器测得的Z轴方向频谱示意图。
[0042]图中：1、实验模型箱；101、滑坡体；102、拾振器；103、水流激励进水阀门；104、水流激励出水阀门；105、第一泄水口；106、滤网；2、循环水箱；201、循环进水阀门；202、循环出水阀门；203、补水阀门；204、排水阀门；205、流量计；206、第二泄水口；301、第一水泵；302、第二水泵；303、减震泡沫；4、摄像头；5、液位变送器。
具体实施方式
[0043]如图1所示，本实施例为一种测量水动力型滑坡模型固有频率的实验装置，包括实验模型箱1、拾振器102、摄像头4、水流激励模块和控制器等。
[0044]本例中实验模型箱1为水平放置的矩形箱体，上端开口，箱体内部堆砌有滑坡体101，在箱体内、滑坡体坡面外侧形成过水通道。本例中在实验模型箱1上设有进水口和出水口，进水口和出水口分别本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量水动力型滑坡模型固有频率的实验装置，其特征在于，包括：实验模型箱，所述实验模型箱箱体内设有滑坡体，滑坡体坡面外侧形成有过水通道；拾振器，所述拾振器布设于所述滑坡体，能实时测量滑坡体坡面的振动数据；摄像头，所述摄像头设置于所述实验模型箱外围，能够实时记录实验模型箱内滑坡体的滑坡影像；水流激励模块，所述水流激励模块能从过水通道一端的进水口往所述实验模型箱内进水，能从过水通道另一端的出水口为实验模型箱内出水，能在所述实验模型箱内形成从所述过水通道进水口流向该过水通道出水口的水流，并能控制实验模型箱内的水位；控制器，与所述拾振器、摄像头和水流激励模块电路连接。2.根据权利要求1所述的测量水动力型滑坡模型固有频率的实验装置，其特征在于，所述水流激励模块，包括：循环水箱，所述循环水箱上设有补水阀门和排水阀门；第一水泵，所述第一水泵进水端经管路连通所述循环水箱，第一水泵出水端经管路连通所述实验模型箱；第二水泵，所述第二水泵进水端经管路连通所述实验模型箱，第二水泵出水端经管路连通所述循环水箱。3.根据权利要求2所述的测量水动力型滑坡模型固有频率的实验装置，其特征在于：对应所述补水阀门和排水阀门均配有流量计，该流量计上配有能对相应的补水或排水流速进行微调的微调旋钮。4.根据权利要求2所述的测量水动力型滑坡模型固有频率的实验装置，其特征在于：所述循环水箱和所述第一水泵之间管路上装有循环出水阀门，第一水泵和和所述实验模型箱之间管路上设有水流激励进水阀门；所述实验模型箱和所述第二水泵之间管理上装有水流激励出...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵留园，石安池，吴志祥，吴明堂，谢谟文，贺铮，张晓勇，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：