【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及拦流消阻，尤其涉及一种用于拦阻碎屑流具有消能作用的刚性网状拦阻试验装置及试验方法。
技术介绍
1、现有碎屑流防护减缓措施主要分为两大类，主动措施和被动措施。在源区位置不确定或可能的源区范围较大时，采用主动措施的施工成本较大，此时主要依靠被动措施对碎屑流进行防护。而被动措施主要包括排导工程、拦阻工程以及拦排组合等几种方式。“fan,y.y.,wu,f.y.:research on the obstruction process of rigid nettingbarriers toward granular flow.adv.civ.eng.2019,article id 9542129(2019)”中提出的刚性网状拦阻结构兼具拦阻和排导的功能，但其仅能拦阻粒径大于刚性网状拦阻结构网孔尺寸的颗粒，并允许小于网孔尺寸的颗粒通过。该类结构拦阻了具有主要破坏作用大颗粒的同时，减速了小颗粒的组分，降低了防护结构所受到的冲击，从而降低了工程的风险。
2、但是刚性网状障碍物在边界连接处承受了较大的作用力，一旦边界处遭受破坏结构将整体失稳失效，从而大大地降低了结构的可靠性。在边界连接处增加消能措施，有利于通过能量耗散减缓碎屑流的冲击，进而提高结构的可靠性。但是目前没有刚性挡板和消能措施组合的结构。
3、碎屑流常见的拦阻防护措施的边界大多为刚性连接，这会大大增加在拦阻大规模碎屑流时防护结构失稳的可能。由于碎屑流的可预测性很低，现有很多防护结构是根据经验和规定进行建造的，一旦碎屑流产生的冲击荷载超过防护结构的可
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于拦阻碎屑流具有消能作用的刚性网状拦阻试验装置及试验方法，通过刚性网状拦阻结构和所设计的阻尼系统的结合使用，耗散碎屑流的冲击，降低碎屑流的速度，截留粒径较大的颗粒，以达到减缓碎屑流所造成的危害的目的。相较于传统的刚性网状拦阻结构，本专利技术具有更好的消能效果，其可为更加深入研究阻尼系统的作用机制及优化方案提供参考与借鉴。
2、本专利技术的技术方案如下：一种用于拦阻碎屑流具有消能作用的刚性网状拦阻试验装置，包括透明流通槽3、碎屑贮存区1、起动闸门2、网状刚性挡板5、阻尼系统4和水平堆积板6；
3、透明流通槽3的上游安装起动闸门2，起动闸门2上游成碎屑贮存区1；
4、透明流通槽3的下游固定阻尼系统4，阻尼系统4包括阻尼系统a边10、阻尼系统b边11、网状刚性挡板5和多级弹簧阻尼器；两个阻尼系统a边10和两个阻尼系统b边11构成边框，网状刚性挡板5通过第一级弹簧阻尼器7连接边框；
5、透明流通槽3位于网状刚性挡板5的一端安装水平堆积板6。
6、所述多级弹簧阻尼器包括第一级弹簧阻尼器7、第二级弹簧阻尼器8和第三级弹簧阻尼器9；第一级弹簧阻尼器7位于边框的端点；第二级弹簧阻尼器8和第三级弹簧阻尼器9位于阻尼系统a边10和阻尼系统b边11上。
7、所述第一级弹簧阻尼器7固结于网状刚性挡板5与边框间；第二级弹簧阻尼器8和第三级弹簧阻尼器9仅固定于边框上，且第三级弹簧阻尼器9的长度小于第二级弹簧阻尼器8的长度，第二级弹簧阻尼器8的长度小于第一级弹簧阻尼器7的长度。
8、所述第二级弹簧阻尼器8分别位于边框中阻尼系统a边10和阻尼系统b边11上的两个四等分点处，第三级弹簧阻尼器9布置在阻尼系统a边10和阻尼系统b边11的中心处。
9、所述阻尼系统a边10和阻尼系统b边11上各级弹簧阻尼器等距排布。
10、一种用于拦阻碎屑流具有消能作用的刚性网状拦阻试验装置的试验方法，将起动闸门2安装到透明流通槽3上游，以形成碎屑贮存区1，碎屑贮存区1用于贮存形成碎屑流的试验材料；
11、在透明流通槽3的下游位置固定阻尼系统4；将支架安放在水平工作平面上，安装好的透明流通槽3固定在支架上；
12、进行试验时，将试验材料放置在碎屑贮存区1中，瞬间抽出作为起动闸门2的挡板，碎屑贮存区1的试验材料沿着流动方向流动；试验材料中的碎屑颗粒在冲击网状刚性挡板5时，网状刚性挡板5结构受到冲击，迫使阻尼系统消耗能量；试验材料中的一部分小颗粒通过网状刚性挡板5堆积在下游的水平堆积板6上。
13、所述碎屑颗粒在冲击初期时，只触发第一级弹簧阻尼器；当冲击力变大时，触发第二级弹簧阻尼器；此时，第一级弹簧阻尼器和第二级弹簧阻尼器一起工作，以此类推。
14、所述网状刚性挡板5根据研究需要更换不同孔径；所述阻尼系统根据研究需要进行组合。
15、本专利技术的有益效果：
16、1.相比于传统的刚性网状拦阻结构，本专利技术的刚性网状拦阻试验装置能更好地减缓碎屑流冲击挡板时的冲击力，消耗碎屑流的能量，降低碎屑流的速度，从而提高刚性网状拦阻结构的安全性。
17、2.阻尼系统分为多级。设置多级阻尼系统的意义在于通过优化各级阻尼系统的布局，使刚性网状拦阻结构能够适应具有不同冲击能量的碎屑流，以此应对具有不确定性规模和能量的碎屑流。同时，多级阻尼系统有效地保护了不同级别的阻尼系统，使拦阻结构更加经济合理。
18、3.在弹性限度内弹簧阻尼器可重复利用，分布式的阻尼系统还可以在定期检查时方便更换损坏的阻尼器件，因而本装置具有布局灵活、维护方便，经济安全的特点。
19、综上所述，本专利技术使拦阻碎屑流的防护结构的防护效果更加显著，维护更加方便，成本更加经济。
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1.一种用于拦阻碎屑流具有消能作用的刚性网状拦阻试验装置，其特征在于，所述用于拦阻碎屑流具有消能作用的刚性网状拦阻试验装置包括透明流通槽(3)、碎屑贮存区(1)、起动闸门(2)、网状刚性挡板(5)、阻尼系统(4)和水平堆积板(6)；
2.根据权利要求1所述的用于拦阻碎屑流具有消能作用的刚性网状拦阻试验装置，其特征在于，所述多级弹簧阻尼器包括第一级弹簧阻尼器(7)、第二级弹簧阻尼器(8)和第三级弹簧阻尼器(9)；第一级弹簧阻尼器(7)位于边框的端点；第二级弹簧阻尼器(8)和第三级弹簧阻尼器(9)位于阻尼系统A边(10)和阻尼系统B边(11)上。
3.根据权利要求1或2所述的用于拦阻碎屑流具有消能作用的刚性网状拦阻试验装置，其特征在于，所述第一级弹簧阻尼器(7)固结于网状刚性挡板(5)与边框间；第二级弹簧阻尼器(8)和第三级弹簧阻尼器(9)仅固定于边框上，且第三级弹簧阻尼器(9)的长度小于第二级弹簧阻尼器(8)的长度，第二级弹簧阻尼器(8)的长度小于第一级弹簧阻尼器(7)的长度。
4.根据权利要求3所述的用于拦阻碎屑流具有消能作用的刚性网状拦阻试验
5.根据权利要求3所述的用于拦阻碎屑流具有消能作用的刚性网状拦阻试验装置，其特征在于，所述阻尼系统A边(10)和阻尼系统B边(11)上各级弹簧阻尼器间等距排布。
6.一种用于拦阻碎屑流具有消能作用的刚性网状拦阻试验装置的试验方法，其特征在于，将起动闸门(2)安装到透明流通槽(3)上游，以形成碎屑贮存区(1)，碎屑贮存区(1)用于贮存形成碎屑流的试验材料；
7.根据权利要求6所述的用于拦阻碎屑流具有消能作用的刚性网状拦阻试验装置的使用方法，其特征在于，所述碎屑颗粒在冲击初期时，只触发第一级弹簧阻尼器；当冲击力变大时，触发第二级弹簧阻尼器；此时，第一级弹簧阻尼器和第二级弹簧阻尼器一起工作，以此类推。
8.根据权利要求6或7所述的用于拦阻碎屑流具有消能作用的刚性网状拦阻试验装置的使用方法，其特征在于，所述网状刚性挡板(5)根据研究需要更换不同孔径；所述阻尼系统根据研究需要进行组合。
...【技术特征摘要】
1.一种用于拦阻碎屑流具有消能作用的刚性网状拦阻试验装置，其特征在于，所述用于拦阻碎屑流具有消能作用的刚性网状拦阻试验装置包括透明流通槽(3)、碎屑贮存区(1)、起动闸门(2)、网状刚性挡板(5)、阻尼系统(4)和水平堆积板(6)；
2.根据权利要求1所述的用于拦阻碎屑流具有消能作用的刚性网状拦阻试验装置，其特征在于，所述多级弹簧阻尼器包括第一级弹簧阻尼器(7)、第二级弹簧阻尼器(8)和第三级弹簧阻尼器(9)；第一级弹簧阻尼器(7)位于边框的端点；第二级弹簧阻尼器(8)和第三级弹簧阻尼器(9)位于阻尼系统a边(10)和阻尼系统b边(11)上。
3.根据权利要求1或2所述的用于拦阻碎屑流具有消能作用的刚性网状拦阻试验装置，其特征在于，所述第一级弹簧阻尼器(7)固结于网状刚性挡板(5)与边框间；第二级弹簧阻尼器(8)和第三级弹簧阻尼器(9)仅固定于边框上，且第三级弹簧阻尼器(9)的长度小于第二级弹簧阻尼器(8)的长度，第二级弹簧阻尼器(8)的长度小于第一级弹簧阻尼器(7)的长度。
4.根据权利要求3所述的用于拦阻碎屑流具有消能作用的刚性网状拦阻试验装置，其特征在于，所述...
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