[發(fā)明專利]一種粘性泥石流的屈服應(yīng)力測量裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210137630.8
• 申請(qǐng)日: 2022-02-15
• 公開（公告）號(hào): CN114659933A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊愧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N11/00
• 分類號(hào): G01N11/00;G01M10/00
• 代理公司: 南昌洪達(dá)專利事務(wù)所 36111
• 代理人: 劉凌峰

本發(fā)明公開了一種粘性泥石流的屈服應(yīng)力測量裝置及方法，包括屈服應(yīng)力測量平臺(tái)、塌落?擴(kuò)展度桶提升裝置、牽引裝置、屈服應(yīng)力測量分析裝置、清洗回收裝置。通過所述的塌落?擴(kuò)展度桶提升裝置和牽引裝置可將裝有粘性泥石流的圓柱形塌落?擴(kuò)展度桶從屈服應(yīng)力測量平臺(tái)上提升至完全脫離測試樣品來進(jìn)行塌落?擴(kuò)展度試驗(yàn)。待屈服應(yīng)力測量平臺(tái)上的泥石流塌落?擴(kuò)展完成后，所述屈服應(yīng)力測量分析裝置將采集并處理屈服應(yīng)力測量平臺(tái)上泥石流堆積體的數(shù)據(jù)來獲取粘性泥石流的屈服應(yīng)力，進(jìn)而在屈服應(yīng)力測量分析裝置上顯示。試驗(yàn)結(jié)束后通過清洗回收裝置將屈服應(yīng)力測量平臺(tái)清洗干凈，同時(shí)可以將試驗(yàn)后的泥石流材料通過回收水槽進(jìn)行回收利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地質(zhì)工程及泥石流災(zāi)害防治技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種粘性泥石流的屈服應(yīng)力測量裝置及方法。

背景技術(shù)

泥石流是由于降水(暴雨、融雪、冰川)而形成的一種大量夾帶礦物碎屑、巖石碎屑、木屑等固體物質(zhì)的一種常見地質(zhì)災(zāi)害。由于其具有暴發(fā)突然，歷時(shí)短暫，來勢兇猛，破壞力極強(qiáng)的特點(diǎn)，一旦發(fā)生泥石流災(zāi)害將極易致使當(dāng)?shù)鼐用竦纳拓?cái)產(chǎn)毀于一旦。屈服應(yīng)力是粘性泥石流的關(guān)鍵流變參數(shù)之一，其不僅能反映粘性泥石流的結(jié)構(gòu)性質(zhì)及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，而且能夠控制粘性泥石流的力學(xué)性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律。開展粘性泥石流屈服應(yīng)力測量方法的研究，對(duì)粘性泥石流災(zāi)害防控及工程治理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前粘性泥石流的屈服應(yīng)力主要是通過傳統(tǒng)商業(yè)流變儀、自制流變儀及斜面流變儀來獲取，但上述流變儀獲取的屈服應(yīng)力主要存在以下問題：

(1)傳統(tǒng)商業(yè)流變儀容許的最大測量粒徑一般不超過2mm，而真實(shí)泥石流中包含的碎屑小至粘粒，大至塊石。因此，傳統(tǒng)商業(yè)流變儀無法對(duì)全粒徑泥石流體的屈服應(yīng)力進(jìn)行測量；

(2)國內(nèi)外學(xué)者自行研制了大型椎板流變儀、大型同心圓筒流變儀、大型平板流變儀等多種流變儀來開展流變?cè)囼?yàn)，但由于這些自制流變儀對(duì)實(shí)驗(yàn)者的操作要求較高，加之測量過程中顆粒沉降、不均勻剪切等因素的影響，自制流變儀的測量結(jié)果往往重復(fù)性較差，精度較低。

(3)斜面流變儀是通過測量粘性泥石流在斜面流變儀上停止流動(dòng)后的堆積厚度來間接獲取試驗(yàn)?zāi)嗍髑?yīng)力的。因此，采用斜面流變儀獲取粘性泥石流的屈服應(yīng)力是非常耗時(shí)的，且準(zhǔn)備大量目標(biāo)密度的試驗(yàn)?zāi)嗍鳂悠穪黹_展泥石流屈服應(yīng)力試驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問題是：提供一種粘性泥石流的屈服應(yīng)力測量裝置及方法，針對(duì)上述技術(shù)存在的問題和不足，該裝置利用簡單的力學(xué)平衡模型將試驗(yàn)漿體的塌落度值和擴(kuò)展度值與屈服應(yīng)力聯(lián)系起來，即該裝置可通過測量粘性泥石流的塌落度和擴(kuò)展度來準(zhǔn)確計(jì)算測試樣品的屈服應(yīng)力。該粘性泥石流屈服應(yīng)力測量裝置操作簡單，所需試驗(yàn)樣品較少，計(jì)算結(jié)果穩(wěn)定且精度較高，改善了傳統(tǒng)商業(yè)流變儀僅局限于上限粒徑2mm的泥石流漿體的屈服應(yīng)力測量現(xiàn)狀。其能夠直接應(yīng)用于全粒徑粘性泥石流體的屈服應(yīng)力測量，為粘性泥石流災(zāi)害預(yù)測和工程治理提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論基礎(chǔ)。

本發(fā)明為解決上述問題所提供的技術(shù)方案為：一種粘性泥石流的屈服應(yīng)力測量裝置，包括屈服應(yīng)力測量平臺(tái)、塌落-擴(kuò)展度桶提升裝置、牽引裝置和屈服應(yīng)力測量分析裝置；

所述塌落-擴(kuò)展度桶提升裝置設(shè)置于所述屈服應(yīng)力測量平臺(tái)上；

所述塌落-擴(kuò)展度桶提升裝置包括滑動(dòng)裝置8、凹型立柱9、凹型滑槽10、橫梁11、支桿12、圓柱形塌落-擴(kuò)展度桶14、升降電機(jī)15、升降索16、供電裝置19；所述滑動(dòng)裝置在外力作用下可在屈服應(yīng)力測量平臺(tái)上移動(dòng)；所述凹型立柱9有兩根，每根凹型立柱9內(nèi)側(cè)表壁沿長度方向設(shè)置有凹型滑槽10，凹型立柱9垂直固定于兩個(gè)滑動(dòng)裝置8之上，兩根凹型立柱9之間采用橫梁11連接；所述橫梁11沿其長度方向開有一個(gè)貫穿式矩形槽；所述支桿12有兩根，每根支桿12一端固定于圓柱形塌落-擴(kuò)展度桶14側(cè)壁，另一端設(shè)有滾輪13并滑動(dòng)連接在凹型滑槽10內(nèi)；所述圓柱形塌落-擴(kuò)展度桶14設(shè)置于支桿12上且為中空結(jié)構(gòu)，頂部和底部為無蓋開敞式；所述升降電機(jī)15有兩個(gè)，分別設(shè)置于橫梁11兩側(cè)，通過升降索16分別與兩支桿12相連；所述供電裝置19固定于凹型立柱9上，其有三個(gè)獨(dú)立供電單元，其中兩個(gè)分別與升降電機(jī)15和環(huán)形失電型電磁鐵2相連；