[發(fā)明專利]一種用于模擬砂性土泥石流的物理試驗裝置及試驗方法

在審

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• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN109975518A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚志雄;吳琛;周娉婷;陳軍浩;劉耀星;葉建峰;陳希茂;鄧歷振;王文華;吳晨;林賢文
• 申請（專利權(quán)）人: 福建工程學(xué)院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50230
• 代理人: 包曉靜

本發(fā)明公開了一種用于模擬砂性土泥石流的物理試驗裝置及試驗方法，涉及地質(zhì)實驗技術(shù)領(lǐng)域，其技術(shù)方案要點是：包括透明模型箱、降雨模擬裝置和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；透明模型箱內(nèi)鋪設(shè)有砂土模型；砂土模型內(nèi)部埋設(shè)有傳感器裝置；降雨模擬裝置包括進水箱、導(dǎo)水管和噴嘴；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由高清攝像儀、立體顯微設(shè)備、與傳感器裝置連接的動態(tài)應(yīng)變數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和電腦設(shè)備組成；高清攝像儀、立體顯微設(shè)備和動態(tài)應(yīng)變數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與電腦設(shè)備連接。具有能夠精細與可視化地獲取砂土泥石流的發(fā)展過程，并通過分析得到泥石流啟動特征、位移場演變過程及破壞形態(tài)，便于深入探索泥石流復(fù)雜的誘發(fā)機理，為有效防治工程措施地提出提供技術(shù)支撐及理論依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地質(zhì)實驗技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種用于模擬砂性土泥石流的物理試驗裝置及試驗方法。

背景技術(shù)

我國是世界上泥石流最為發(fā)育、數(shù)量最多、危害最為嚴重的國家之一。泥石流作為山區(qū)一種常見的自然災(zāi)害，常使公路、鐵路、橋梁、隧道、通信和電力等基礎(chǔ)設(shè)施嚴重受損，對人們的生命財產(chǎn)構(gòu)成嚴重威脅。泥石流發(fā)生過程中包含固體、液體、氣體耦合作用，力學(xué)機理復(fù)雜，至今仍是巨大的工程技術(shù)難題，數(shù)值模擬難度大且無法深刻揭示其特性，物理模型試驗是一種有效手段。

目前，現(xiàn)有技術(shù)中對于泥石流模擬試驗裝置的考慮主要集中在泥石流形成區(qū)、流通區(qū)的長度、寬度和傾斜度，溝道物源物理參數(shù)以及堆積區(qū)交匯角度等。這些試驗裝置一定程度上還原和模擬了不同條件下的泥石流災(zāi)害情況。

現(xiàn)有技術(shù)中的泥石流模擬裝置在進行模擬泥石流的試驗過程中，對于試驗數(shù)據(jù)的采集精細化程度不高；同時，模擬泥石流的試驗過程中可視化程度不高，不便于對模擬泥石流的試驗的過程進行觀察，從而不能夠精細化、可視化地獲取泥石流的發(fā)展過程，不便于通過模擬試驗分析得到精準的泥石流位移場演變過程、破壞形態(tài)和啟動特征。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于模擬砂性土泥石流的物理試驗裝置及試驗方法，能夠精細化、可視化地獲取泥石流的發(fā)生發(fā)展過程，并通過分析得到泥石流啟動特征、位移場演變過程及破壞形態(tài)，便于深入探索泥石流復(fù)雜的誘發(fā)機理，為有效防治工程措施的提出提供技術(shù)支撐及理論依據(jù)。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：一種用于模擬砂性土泥石流的物理試驗裝置，包括頂面開口的透明模型箱、靠近透明模型箱頂面的降雨模擬裝置和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述透明模型箱與水平面成角傾斜；所述透明模型箱內(nèi)鋪設(shè)有砂土模型；所述砂土模型內(nèi)部埋設(shè)有多個用于測量砂土模型內(nèi)部孔隙水壓力和土壓力的傳感器裝置；所述降雨模擬裝置包括進水箱、與進水箱連接的導(dǎo)水管和與導(dǎo)水管端部連接的噴嘴；所述導(dǎo)水管的端部與透明模型箱頂面平行，所述噴嘴靠近透明模型箱頂面；所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括靠近透明模型箱的高清攝像儀、立體顯微設(shè)備、動態(tài)應(yīng)變數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和電腦設(shè)備，所述動態(tài)應(yīng)變數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與砂土模型內(nèi)的傳感器裝置連接；所述高清攝像儀、立體顯微設(shè)備和動態(tài)應(yīng)變數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與電腦設(shè)備連接。