[發明專利]一種海底滑坡物理模型試驗裝置及工作方法

有效

• 申請號: 202010023058.3
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111076893B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 單治鋼;高上;成帥;李利平;劉寧;王升;靳昊;胡慧江;陳彥好
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司;山東大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;G01N33/24;G09B25/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 陳曉敏

1.一種海底滑坡物理模型試驗裝置，其特征在于，包括：

模型箱：模型箱的兩端分別設置有造浪機構及消浪機構；

造浪機構：包括豎向固定設置在模型箱內部的滑軌，滑軌與造浪箱滑動連接，造浪箱與造浪驅動機構連接，造浪驅動機構能夠驅動造浪箱沿滑軌的升降運動，造浪箱位于消浪機構所在一側的側部箱壁與水平面呈銳角設置，其沿滑軌的升降運動能夠對水產生朝向消浪機構的推力；

消浪機構：包括至少一個消浪滾筒，所述消浪滾筒與消浪驅動機構連接，消浪驅動機構能夠驅動消浪滾筒的轉動，對模型箱的箱壁回彈的波浪產生作用力，消除經模型箱箱壁回彈的波浪；所述消浪滾筒的兩端與第二架體轉動連接，第二架體與固定設置在模型箱的升降機構連接，升降機構能夠帶動第二架體和消浪滾筒做升降運動；

監測機構：包括用于埋設在相似材料內部的多個光纖光柵傳感器，多個光纖光柵傳感器利用光纖串聯，光纖與光纖調節儀連接；

所述消浪滾筒包括中間軸，所述中間軸與消浪驅動機構連接，所述中間軸穿過多個平行設置的圓形板，并與圓形板固定連接，相鄰圓形板之間沿圓周均勻設置有多個消浪板，用于消除模型箱箱壁回彈的波浪；

所述造浪驅動機構包括連桿，所述連桿的底端與造浪箱的頂部箱壁鉸接，連桿的頂端與擺臂鉸接，所述擺臂與安裝在第一架體的轉動驅動機構連接，第一架體與模型箱固定連接，能夠驅動擺臂的轉動，通過連桿帶動造浪箱沿滑軌的升降運動。

2.如權利要求1所述的一種海底滑坡物理模型試驗裝置，其特征在于，所述轉動驅動機構包括第一轉動電機，所述第一轉動電機輸出軸與第一減速箱連接，第一減速箱的輸出軸通過齒輪傳動與傳動軸連接，傳動軸的端部與擺臂固定連接。

3.如權利要求1所述的一種海底滑坡物理模型試驗裝置，其特征在于，所述消浪驅動機構包括第二轉動電機，所述第二轉動電機與第二減速箱連接，第二減速箱的輸出軸兩端通過安裝在第二架體的皮帶傳動機構與消浪滾筒連接，能夠帶動消浪滾筒的轉動。

4.如權利要求1所述的一種海底滑坡物理模型試驗裝置，其特征在于，所述模型箱的一側箱壁底部設置有排水口，所述排水口處安裝有排水閥。

5.如權利要求1所述的一種海底滑坡物理模型試驗裝置，其特征在于，所述模型箱的側部箱壁采用透明玻璃制成，方便觀察試驗現象。

6.一種權利要求1-5任一項所述的海底滑坡物理模型試驗裝置的工作方法，其特征在于，將相似材料堆積在模型箱造浪機構和消浪機構之間的設定位置，形成相似材料堆積體，并將光纖光柵傳感器埋入相似材料堆積體中，將光纖連接光纖調節儀，在模型箱中注入水，啟動造浪驅動機構及消浪驅動機構，造浪驅動機構帶動造浪箱沿滑軌做往復升降運動，制造波浪，消浪驅動機構帶動消浪滾筒轉動，將模型箱的側部箱壁回彈的波浪消除，光纖光柵傳感器實時采集相似材料堆積體的物理參數信息，直至相似材料堆積體發生滑坡現象，完成實驗。

7.如權利要求6所述的工作方法，其特征在于，所述相似材料采用高嶺土。