[發明專利]一種測定松散顆粒產生裹挾鏟刮后的沖擊力的裝置及方法

有效

• 申請號: 201811245941.6
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109060301B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 吳鳳元;樊赟赟;王慶賀;刑觀華
• 申請（專利權）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 任凱

本發明屬于工程應用力學技術領域，具體涉及一種測定松散顆粒產生裹挾鏟刮后的沖擊力的裝置及方法。技術方案如下：裝置包括支架、流通斜槽、閘門、裹挾鏟刮區、剛性擋板和土壓力傳感器，流通斜槽由兩個側板和一個底板構成，所述流通斜槽安裝在所述支架上，流通斜槽與水平面之間設有夾角；所述閘門設置在所述流通斜槽上游，所述剛性擋板設置在所述流通斜槽下游端頭處，所述剛性擋板垂直于流通斜槽的底板；沿所述剛性擋板垂直方向的中心線上，間隔設置多個土壓力傳感器；流通斜槽下游底板設有長方孔，裹挾鏟刮區為多個并排的方槽，所述裹挾鏟刮區設置在所述長方孔的下方。本發明用于模擬松散顆粒產生裹挾鏟刮后沖擊攔擋結構的動力過程，并對沖擊攔擋結構的作用力進行測定。

技術領域

本發明屬于工程應用力學技術領域，具體涉及一種測定松散顆粒產生裹挾鏟刮后的沖擊力的裝置及方法。

背景技術

碎屑流是一種常見的地質災害，裹挾鏟刮現象是形成大型碎屑流災害的主要原因之一，碎屑流產生裹挾鏟刮后體積增加，破壞力增強，所形成的危害更大。碎屑流是一種松散顆粒運動的地質現象，攔擋結構是常用的碎屑流防護措施，目前還沒有系統的研究碎屑流產生裹挾鏟刮后沖擊攔擋結構作用力如何變化。研究碎屑流產生裹挾鏟刮后沖擊攔擋結構的動力過程，不僅可以更準確的了解裹挾鏟刮作用使碎屑流危害增加的程度，還可以更有效的為攔擋結構的設計以及災害的治理提供科學的參考依據，因而更具有實際意義。因此，迫切需要找到一種測定松散顆粒產生裹挾鏟刮后沖擊攔擋結構作用力的試驗儀器來開展相關的研究工作。

發明內容

本發明提供一種測定松散顆粒產生裹挾鏟刮后的沖擊力的裝置及方法，用于模擬松散顆粒產生裹挾鏟刮后沖擊攔擋結構的動力過程，并對沖擊攔擋結構的作用力進行測定。

本發明的技術方案如下：

一種測定松散顆粒產生裹挾鏟刮后的沖擊力的裝置，包括支架、流通斜槽、閘門、裹挾鏟刮區、剛性擋板和土壓力傳感器，所述流通斜槽由兩個側板和一個底板構成，所述流通斜槽安裝在所述支架上，所述流通斜槽與水平面之間設有夾角；所述閘門設置在所述流通斜槽上游，所述剛性擋板設置在所述流通斜槽下游端頭處，所述剛性擋板垂直于流通斜槽的底板；沿所述剛性擋板垂直方向的中心線上，間隔設置多個土壓力傳感器；所述流通斜槽下游底板設有長方孔，所述裹挾鏟刮區為多個并排的方槽，所述裹挾鏟刮區設置在所述長方孔的下方。

所述的測定松散顆粒產生裹挾鏟刮后的沖擊力的裝置，其優選方案為，配置多個與所述方槽容積相當的塞塊，通過在一部分所述方槽內填充所述塞塊，在另一部分所述方槽內填充松散顆粒，能夠調整裹挾鏟刮區的長度以及裹挾鏟刮區上游邊界與所述閘門之間的距離。

所述的測定松散顆粒產生裹挾鏟刮后的沖擊力的裝置，其優選方案為，所述支架為可調高度立柱，通過調節所述支架的高度來控制所述流通斜槽與水平面的夾角大小。

所述的測定松散顆粒產生裹挾鏟刮后的沖擊力的裝置，其優選方案為，所述土壓力傳感器外接采集與測試系統。

所述的測定松散顆粒產生裹挾鏟刮后的沖擊力的裝置，其優選方案為，還設有高速數字攝像機。

一種測定松散顆粒產生裹挾鏟刮后的沖擊力的方法，利用上述的測定松散顆粒產生裹挾鏟刮后的沖擊力的裝置，具體步驟如下：

步驟一：平整試驗場地，將支架放置于試驗場地，并將流通斜槽固定于支架上，通過調整支架高度，使流通斜槽與水平面成一定角度；

步驟二：在閘門與流通斜槽之間放置松散顆粒，在所述裹挾鏟刮區內填充松散顆粒或塞塊，以調整所述裹挾鏟刮區長度以及裹挾鏟刮區上游邊界與閘門之間的距離；

步驟三：快速抽開閘門，松散顆粒沿流通斜槽滑下，經過裹挾鏟刮區時產生裹挾鏟刮作用，經過裹挾鏟刮區后繼續運動，沖擊所述剛性擋板，最終在剛性擋板位置產生堆積；