[發明專利]一種模擬滑坡-泥石流災害鏈的試驗裝置及方法

有效

• 申請號: 202110476864.0
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113325158B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 于博帆
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01M10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種模擬滑坡-泥石流災害鏈的試驗裝置，其特征在于，包括：試驗模擬系統和數據監測系統；

所述試驗模擬系統包括模擬堆積池、模擬流通伸縮槽、模擬斜坡組件、模擬降雨組件和水箱；所述模擬斜坡組件包括模擬斜坡板、兩塊擋板和千斤頂；所述模擬斜坡板傾斜設置在所述水箱的頂部；所述千斤頂設置在所述水箱的頂部，并與所述模擬斜坡板的上端連接，用于調節所述模擬斜坡板的傾角；兩塊所述擋板相對設置在所述模擬斜坡板上；所述擋板可移動地設置在所述模擬斜坡板上，使得兩塊所述擋板之間的距離可調；兩塊所述擋板與所述模擬斜坡板配合，用于放置斜坡土體，并用于將所述斜坡土體導流至所述模擬流通伸縮槽內；所述模擬斜坡板上設置有過濾孔；所述水箱的頂部設置有開口，所述開口位于所述過濾孔的正下方，用于將從所述過濾孔流出的水收集至所述水箱內；所述模擬流通伸縮槽的下端與所述模擬堆積池連通，上端與所述模擬斜坡板的下端連通，用于將所述斜坡土體導流至所述模擬堆積池內；所述模擬流通伸縮槽的上端與所述水箱的頂部轉動連接；所述模擬堆積池與所述模擬流通伸縮槽的連接處可轉動地設置有防撞板，用于封閉或者打開所述模擬流通伸縮槽的下端；所述模擬降雨組件設置在所述水箱上，用于將水噴淋至所述斜坡土體上，使得所述斜坡土體失穩；所述模擬降雨組件上設置有流量調節閥，用于調節噴淋至所述斜坡土體上的水的流量；

所述數據監測系統包括光纖光柵壓力傳感器、光纖傳感解調器、第一傾角計和第二傾角計；所述光纖光柵壓力傳感器設置在所述防撞板上靠近所述模擬流通伸縮槽的一側，用于檢測所述斜坡土體滑落至所述模擬堆積池時的沖擊力；所述第一傾角計設置在所述模擬流通伸縮槽的外側壁上，用于測量所述模擬流通伸縮槽的傾角；所述第二傾角計設置在所述擋板的外側，用于測量所述模擬斜坡板的傾角；所述光纖傳感解調器與所述光纖光柵壓力傳感器通訊連接。

2.根據權利要求1所述的模擬滑坡-泥石流災害鏈的試驗裝置，其特征在于，所述模擬流通伸縮槽包括第一流通段和第二流通段；所述第一流通段的一端套設在所述第二流通段內；所述第二流通段的上端與所述水箱的頂部轉動連接；所述第一流通段的下端與所述模擬堆積池連通；所述第一流通段的上端與所述第二流通段的下端可拆卸連接，用于調節所述模擬流通伸縮槽的長度。

3.根據權利要求2所述的模擬滑坡-泥石流災害鏈的試驗裝置，其特征在于，還包括緊固螺栓；所述第一流通段的上端設置有多個第一安裝孔；多個所述第一安裝孔位于所述第一流通段的側板上；所述第二流通段的下端設置有多個與所述第一安裝孔配合使用的第二安裝孔；多個所述第二安裝孔位于所述第二流通段的側板上；所述緊固螺栓安裝在所述第一安裝孔和所述第二安裝孔內，實現對所述第一流通段和所述第二流通段的連接；所述模擬流通伸縮槽通過所述第一安裝孔、所述第二安裝孔和所述緊固螺栓配合實現長度的調節。

4.根據權利要求1所述的模擬滑坡-泥石流災害鏈的試驗裝置，其特征在于，所述模擬斜坡組件還包括第一卡塊和第二卡塊；所述第一卡塊上設置有第一卡槽和第二卡槽；所述第二卡塊上設置有第三卡槽和第四卡槽；所述第一卡塊和所述第二卡塊分別通過所述第一卡槽和所述第三卡槽卡設在所述模擬斜坡板的上下兩端；所述擋板的兩端分別卡設在所述第二卡槽和所述第四卡槽內；所述擋板通過所述第一卡塊和所述第二卡塊垂直設置在所述模擬斜坡板上。

5.根據權利要求1所述的模擬滑坡-泥石流災害鏈的試驗裝置，其特征在于，所述水箱的側壁上設置有排水管，用于將所述水箱內的水排出至外部。

6.根據權利要求1所述的模擬滑坡-泥石流災害鏈的試驗裝置，其特征在于，所述降雨組件包括噴淋頭和輸水管；所述輸水管設置在所述水箱上；所述輸水管的一端沿伸至所述模擬斜坡板的上方，與所述噴淋頭連接；所述輸水管的另一端用于與外部水源連通；所述流量調節閥設置在所述輸水管上。

7.一種采用如權利要求1所述的模擬滑坡-泥石流災害鏈的試驗裝置的試驗方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、配置斜坡土體土樣；

S2、根據試驗需要，調整所述模擬斜坡板的傾角和所述擋板之間的距離，并調整所述模擬流通伸縮槽的長度及其傾角；

S3、將所述斜坡土體土樣均勻鋪設在所述模擬斜坡組件上，形成斜坡土體；

S4、通過所述模擬降雨組件將水噴淋至所述斜坡土體上，并根據試驗需要，調節噴淋至所述斜坡土體上的水的流量，持續噴淋至所述斜坡土體出現失穩；

S5、通過所述光纖光柵壓力傳感器采集所述斜坡土體滑落至撞擊所述光纖光柵壓力傳感器時的沖擊力；

S6、記錄所述斜坡土體滑落至所述模擬堆積池后的形態。