[實用新型]礦山排土場滑坡型泥石流模擬試驗系統

有效

• 申請號: 201420149971.8
• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN203772517U
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 王運敏;孫玉永;孫其國;黃禮富;張春
• 申請（專利權）人: 中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 馬鞍山市金橋專利代理有限公司 34111
• 代理人: 常前發

技術領域

本實用新型涉及一種應用于礦山排土場工程領域中的模擬試驗裝置，具體涉及一種礦山排土場滑坡型泥石流模擬試驗系統。

背景技術

礦山排土場是采礦和礦山建設中棄土、石、渣等松散介質的堆積物，排土場滑坡與泥石流是一種常見的地質災害，排土場在排棄廢石土荷載的作用下產生劇烈變形和破壞,遇強降雨可能誘發泥石流，含大量泥沙石塊、砂石含水量15～80%的泥石流體在重力作用下沿陡坡和溝谷快速流動，形成一股能量巨大的特殊洪流，可在很短時間內排泄幾十萬到幾百萬立方米的物料，對于道路、橋梁、房屋、農田等造成嚴重災害，且具有人為性、頻發性、一次災情嚴重等特點，已成為礦山防災減災的熱點問題之一。

當前，對于礦山排土場泥石流形成規律研究，主要還基于突變論的泥石流機理分析，通過建立勢函數對礦山排土場泥石流形成、啟動、停淤和固結機理進行分析研究，進而制定工程防治措施。但到目前為止，尚沒有實驗室型的模擬礦山排土場泥石流形成的試驗裝置

中國專利申請201320337971.6公布了一種降雨誘發泥石流的可視化離心機模型試驗裝置，包括離心環境下降雨誘發泥石流研究的遠程可調控人工均勻降雨系統和可視化動態測量系統。該系統通過在主控室安裝遠程壓力調節和遠程降雨控制系統，在離心機模型槽頂部固定均勻霧化降雨器和儲水槽，構成遠程可調控人工均勻降雨系統；通過在離心機模型槽頂部安裝觀測照明、內部安裝立體觀測數碼設備和遠程數據采集，構成可視化動態測量系統。該模型試驗裝置是一種接近實際應力場下研究降雨誘發泥石流宏細觀機理的試驗工具，可以較好地模擬降雨誘發泥石流啟動過程和非恒定泥石流的運動過程，但該裝置是針對天然土層的泥石流，未對礦山排土場泥石流啟動、運動和堆積過程進行研究。

發明內容

本實用新型的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供了一種用于專門研究礦山排土場滑坡型泥石流啟動、運動和堆積過程的礦山排土場滑坡型泥石流模擬試驗系統，能夠模擬不同級配礦山排土場、不同降雨量以及不同坡度下礦山排土場滑坡型泥石流的啟動、運動和堆積過程，為礦山排土場滑坡型泥石流的預測和防治提供較為準確的試驗數據。

為實現本實用新型的上述目的，本實用新型礦山排土場滑坡型泥石流模擬試驗系統采用以下技術方案實現：

本實用新型礦山排土場滑坡型泥石流模擬試驗系統是由包括降雨模擬裝置、模型槽體、數據采集和處理裝置、框型支架組合構成。所述模型槽體是由有機玻璃板組成且坡度可調的上段模型槽、下段模型槽連接構成，上段模型槽底板、下段模型槽底板通過合頁連接，上段模型槽側板、下段模型槽側板之間由可伸縮柔性橡膠帶連接；上段模型槽安裝在框型支架上，下段模型槽安裝在支撐柱上，下段模型槽的下部位于廢料收集池上。

所述的數據采集和處理裝置由數碼照相裝置、量測設備構成，所述的量測設備包括用以模擬礦山排土場內土壓力和孔隙水壓力測定的土壓力盒、孔隙水壓力計和數據采集儀、數據終端連接而成，土壓力盒、孔隙水壓力計位于上段模型槽內的模型土樣中；所述的數碼照相裝置位于上段模型槽之上并安裝在框型支架上。

所述的框型支架由型鋼支架、型鋼加固撐采用焊接的方式連接為一整體。在型鋼支架上設有多個銷釘孔，在支撐柱上也設有多個銷釘孔，上段模型槽側板通過銷釘安裝在型鋼支架的銷釘孔上，下段模型槽側板通過銷釘安裝在支撐柱的銷釘孔上，所述的上段模型槽與水平方向沿著合頁向上調整的角度為0~25°，所述的下段模型槽與水平方向沿著合頁向下調整的角度為0~40°，通過改變銷釘的安裝高度來模擬礦山排土場坡度的調整。

所述的降雨模擬裝置是由儲水槽、軟管或鋼管、噴頭順序連接構成，在軟管或鋼管上安裝有閥門、流量計，通過調節閥門改變噴頭的出水量；所述的噴頭位于上段模型槽內的模型土樣之上。

本實用新型礦山排土場滑坡型泥石流模擬試驗系統的優點是：能夠在室內再現礦山排土場滑坡型泥石流啟動、運動和堆積全過程。通過改變顆粒級配，可以模擬不同的礦山排土場。通過調整上段和下段模型槽的傾斜角度，可以模擬現場排土場不同的坡度。通過改變噴頭的噴水量，可以實現不同的模擬降雨強度。通過對埋置于模擬土樣中的土壓力盒和孔隙水壓力計進行實時量測，可以掌握礦山排土場滑坡型泥石流的啟動機理；通過數碼照相裝置對泥石流運動過程進行拍攝，可以了解礦山排土場滑坡型泥石流的運動和堆積特性。

附圖說明

圖1為本實用新型礦山排土場滑坡型泥石流模擬試驗系統結構主視簡圖；

圖2為本實用新型礦山排土場滑坡型泥石流模擬試驗系統結構俯視簡圖；?

圖3為圖1的A-A剖面圖；