[發(fā)明專(zhuān)利]岸堤沖刷坍塌全方位觀測(cè)設(shè)備及方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810225969.3
• 申請(qǐng)日: 2008-11-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101397778A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫即超;王光謙;孫其誠(chéng);王忠靜;吳保生;傅旭東;黃躍飛;王愛(ài)民
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E02B1/02
• 分類(lèi)號(hào): E02B1/02
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 張文寶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水利學(xué)和巖土力學(xué)特性測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種岸堤沖刷坍塌全方位觀測(cè)設(shè)備及方法。

背景技術(shù)

岸堤在水的沖刷作用下發(fā)生滑坡坍塌，有一個(gè)滑坡面，在截面上看是一個(gè)滑坡線，這個(gè)滑坡線在滑坡研究中具有重要意義。滑坡初期，這個(gè)滑坡線在底部或者是中部形成并逐漸向上延伸，沒(méi)有貫通；隨著滑坡的繼續(xù)，這個(gè)滑坡線最終延伸到頂部表面，形成貫通裂縫，即形成了一個(gè)完整的滑坡體。如果此滑坡線延伸到岸堤的外側(cè)，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)岸堤的坍塌，最終導(dǎo)致水災(zāi)。因此關(guān)于這個(gè)滑移線的研究，在工程上具有重要意義。

理論上對(duì)此滑移線有各種假想，如圓弧，雙曲線，直線等，這些設(shè)想能夠在一定程度上解決一些實(shí)際問(wèn)題，但這些都是建立在均勻土基礎(chǔ)上的一種設(shè)想，有一定的局限性，理論上沒(méi)有完全解決，因此現(xiàn)有的以及新的理論需要試驗(yàn)的驗(yàn)證。

河流的沖刷分為橫向和豎向沖刷即河道的側(cè)部和底部沖刷，兩個(gè)沖刷都使得岸堤的形態(tài)發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致岸堤的坍塌。目前，河道底部沖刷通過(guò)水槽實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)行較好的研究了，但是側(cè)向沖刷研究的還不成熟，如水流中的含沙量來(lái)自于河道的底部和側(cè)部，但是現(xiàn)在不能確定來(lái)自側(cè)部的泥沙量。河道側(cè)部的減少量將會(huì)導(dǎo)致河道岸堤的形態(tài)改變，進(jìn)而影響岸堤的穩(wěn)定，因此獲得河道側(cè)部的減少量可以確定河道穩(wěn)定性的時(shí)間演變性，同時(shí)可以對(duì)岸堤的穩(wěn)定性給出預(yù)測(cè)，對(duì)岸堤的坍塌進(jìn)行預(yù)警，并進(jìn)行提前性加固。因此河道側(cè)部的減少量研究對(duì)于岸堤穩(wěn)定性、坍塌預(yù)警及岸堤提前性加固具有很重要的意義。

在水利工程領(lǐng)域，有一些水槽實(shí)驗(yàn)，可以進(jìn)行一些水流、泥沙的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。將河道土及岸堤土堆積到水槽中，進(jìn)行沖刷，一段時(shí)間后，停止供水，測(cè)量岸堤及河道底部的沖刷形態(tài)和岸堤的截面性狀，進(jìn)行力學(xué)分析；或者是進(jìn)行持續(xù)的供水，不斷測(cè)量河道泥沙的淤積情況。這個(gè)實(shí)驗(yàn)在水利工程上解決了很多的問(wèn)題，但現(xiàn)如今此研究方法已經(jīng)不能滿足一些實(shí)驗(yàn)要求。

現(xiàn)有的水槽對(duì)水流沖刷導(dǎo)致岸堤坍塌的研究的不足主要有兩方面。一方面不能監(jiān)測(cè)到河道截面坍塌路徑。做河流對(duì)河道的底部和側(cè)部的沖刷試驗(yàn)，需要在水槽中填筑泥土，沖刷時(shí)，由于水槽中填筑土的阻擋，無(wú)法觀測(cè)到岸堤截面上的滑移情況，尤其是不能觀測(cè)到滑動(dòng)線；另一方面，也不能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，只能是沖刷一段時(shí)間后停下來(lái)，開(kāi)挖截面，試驗(yàn)量大，開(kāi)挖會(huì)破壞一些滑動(dòng)面，有時(shí)很難發(fā)現(xiàn)破壞情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不能確定河水含沙量來(lái)自河道側(cè)部的量、不能測(cè)定河道滑坡的滑動(dòng)路徑、不能記錄滑坡線的延伸的不足，提供了一種岸堤沖刷坍塌全方位觀測(cè)設(shè)備及方法。

岸堤沖刷坍塌全方位觀測(cè)設(shè)備，由滑動(dòng)式槽箱，直水槽，板塊箱和推移裝置組成，其特征在于，所述滑動(dòng)式槽箱，用于盛放岸堤土；槽箱左側(cè)板1031和槽箱右側(cè)板1032固定在第一固定臺(tái)501上；槽箱左側(cè)板1031和槽箱右側(cè)板1032的內(nèi)壁上設(shè)置規(guī)格相同的薄鋼板106，起到臨時(shí)性的支撐和預(yù)留空隙的作用；推進(jìn)板101和槽箱底板102置于槽箱左側(cè)板1031和槽箱右側(cè)板1032之間，推進(jìn)板101與槽箱底板102垂直安裝，組成滑動(dòng)式槽箱；槽箱底板102由鋼珠104支撐在平行軌道105上；平行軌道105固定于第一固定臺(tái)501上，滑動(dòng)式槽箱可以在軌道上滑動(dòng)；

所述直水槽，用于進(jìn)行岸堤沖刷；水槽底板202置于密封板203上，并由水槽支撐塊204支撐在第二固定臺(tái)502上；前側(cè)板2011和后側(cè)板2012垂直置于水槽底板202上，并與槽箱左側(cè)板1031及槽箱右側(cè)板1032垂直；前側(cè)板2011上與滑動(dòng)式槽箱疊加的區(qū)域?yàn)槿笨冢糜诨瑒?dòng)式槽箱通過(guò)；后側(cè)板2012的底部設(shè)置一個(gè)長(zhǎng)方形缺口，其大小與掉落式板塊301的橫截面吻合；

所述板塊箱，用于盛放掉落式板塊301；板塊箱由固定螺栓503固定于后側(cè)板2012、密封板203和第二固定臺(tái)502上；板塊箱與后側(cè)板2012接觸面上設(shè)置有第一窗口307，用于掉落式板塊301通過(guò)，板塊箱的外側(cè)箱體設(shè)置第二窗口308，用于取出掉落的掉落式板塊301；第二窗口308由密封擋水板305封閉；板塊箱的底部設(shè)置連接膠管504與直水槽的下游聯(lián)通，并設(shè)置放水口膠管505，用于放掉板塊箱中的水；