[發明專利]碎屑流模型試驗方法

有效

• 申請號: 201710059030.3
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106855567B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 鄭光;許強;羅昭宇;劉國友;趙玉虎
• 申請（專利權）人: 成都理工大學;四川德鑫源機器人有限公司
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G09B25/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 朱文杰

1.一種碎屑流模型試驗方法，使用碎屑流模型對碎屑流原型進行模擬試驗，其特征在于，所述碎屑流模型試驗方法使用碎屑流模型試驗系統進行試驗；

所述碎屑流模型試驗系統包括土工離心機、相機組件以及碎屑流滑槽裝置，所述碎屑流滑槽裝置固定設置于所述土工離心機吊籃中，所述碎屑流滑槽裝置包括滑槽機構和翻板控制機構，所述滑槽機構包括至少一個碎屑流滑槽，所述翻板控制機構包括控制組件和至少一個協調運動組件，每個所述協調運動組件包括旋轉軸、翻板以及控制板，所述翻板和所述控制板一一對應的固定設置于所述旋轉軸，所述旋轉軸可轉動的設置于所述滑槽機構；

所述碎屑流模型試驗方法包括：

準備步驟：所述翻板將所述碎屑流滑槽分隔為堆放區域和滑落區域，所述堆放區域內放置有碎屑流模型；

試驗步驟：開啟土工離心機，所述土工離心機帶動所述碎屑流滑槽裝置及所述碎屑流模型加速旋轉，并使所述土工離心機加速旋轉至離心加速度為ng，使得所述碎屑流模型在離心加速度場中所產生的自重應力σ_m與所述碎屑流原型的自重應力σ_p相同，通過所述控制組件控制其中一個所述協調運動組件中的所述控制板、所述旋轉軸以及所述翻板繞所述旋轉軸的軸線同步轉動，所述堆放區域的所述碎屑流模型滑落；

拍照記錄步驟：相機組件對所述碎屑流滑槽中的所述碎屑流模型滑落過程進行即時拍照；

其中：σ_m為碎屑流模型的自重應力，σ_p為碎屑流原型的自重應力，n為碎屑流原型與縮小后的碎屑流模型的幾何尺寸比，g為重力加速度；

所述控制組件包括多個控制件，所述控制件的數量與所述控制板的數量相同；

所述旋轉軸包括控制端、翻板端以及位于所述控制端和所述翻板端之間的中間段，每個所述旋轉軸的所述控制端固定設置有一個所述控制板，所述翻板端固定設置有一個所述翻板，全部所述旋轉軸依次套設，且相鄰兩個所述旋轉軸中，外層的所述旋轉軸套設于內層的所述旋轉軸的中間段；

所述控制件與所述控制板一一對應，所述翻板與所述碎屑流滑槽一一對應，所述控制件控制所述協調運動組件轉動。

2.根據權利要求1所述的碎屑流模型試驗方法，其特征在于，

所述碎屑流滑槽、所述協調運動組件以及所述碎屑流模型數量相同且均為至少兩個，在所述拍照記錄步驟之后，重復進行所述試驗步驟和所述拍照記錄步驟，每個所述協調運動組件對應一個n值，部分或全部所述協調運動組件之間的n值不等，直至所述碎屑流滑槽中的全部所述碎屑流模型滑落。

3.根據權利要求1所述的碎屑流模型試驗方法，其特征在于，

所述協調運動組件還包括滾珠組，所述滾珠組包括繞所述旋轉軸環設的多個滾珠，相鄰的兩個所述旋轉軸之間為滾珠層，每個所述滾珠層沿所述旋轉軸的軸線方向設置有至少兩個滾珠組。

4.根據權利要求3所述的碎屑流模型試驗方法，其特征在于，

所述碎屑流滑槽、所述協調運動組件以及所述控制件的數量均為四個，所述控制件為電磁元件。

5.根據權利要求4所述的碎屑流模型試驗方法，其特征在于，

所述電磁元件為四個并聯的電磁鐵，所述控制板為導磁鋼板。

6.根據權利要求1或2所述的碎屑流模型試驗方法，其特征在于，

所述碎屑流模型試驗系統還包括繼電器、土工離心機以及控制器，所述土工離心機包括集流環；

在所述試驗步驟中，所述控制器通過所述集流環控制所述繼電器，使所述繼電器在動觸點和靜觸點之間轉換，實現所述碎屑流模型位于所述堆放區域的第一狀態和所述碎屑流模型從所述堆放區域滑落的第二狀態。

7.根據權利要求6所述的碎屑流模型試驗方法，其特征在于，

所述相機組件包括相機觸發器以及高速相機；

所述繼電器分別與所述相機觸發器和所述控制組件電連接，所述相機觸發器與所述高速相機電連接；

在所述拍照記錄步驟中，所述繼電器的動觸點從所述控制組件轉換為所述相機觸發器，實現所述碎屑流模型從所述堆放區域滑落的同時，所述高速相機對所述碎屑流模型滑落過程拍照。