[發(fā)明專利]泥石流級聯(lián)堵潰放大效應(yīng)模擬試驗(yàn)裝置及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210700433.2
• 申請日: 2022-06-20
• 公開（公告）號: CN115097102B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金濤;胡卸文;段雯超;羅剛;周永豪;白金釗;王嚴(yán);曹希超;張仕林;藍(lán)再成;吳有泰
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N13/04;G01D21/02
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

本發(fā)明公開了一種泥石流級聯(lián)堵潰放大效應(yīng)模擬試驗(yàn)裝置及其方法，支架系統(tǒng)起到整個(gè)裝置支撐受力與安裝調(diào)整的作用；泥石流漿料輸送系統(tǒng)為軟管將物料箱及廢料池連接，通過渦輪泵將廢料池中的泥料輸送到物料箱，物料箱中的物料通過輸送管道中的漿料定速輸送器沖入運(yùn)移溝槽；多級堵潰控制系統(tǒng)為多個(gè)翻蓋檔板，通過電磁開關(guān)及電動卷線機(jī)控制翻蓋檔板的開合，用來模擬泥石流逐級潰決；監(jiān)測系統(tǒng)為水平溝槽側(cè)壁上設(shè)置刻度尺，泥石流流速監(jiān)測裝置及泥石流撞擊力監(jiān)測裝置并排串聯(lián)于水平溝槽頂端的連接桿上，可以實(shí)時(shí)采集潰壩過程中泥石流速度、撞擊力及泥位。本發(fā)明裝置安裝簡便，測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確且全面，設(shè)置回收裝置，可反復(fù)利用、安全環(huán)保。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及泥石流堵潰效應(yīng)及防治研究的試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種泥石流級聯(lián)堵潰放大效應(yīng)模擬試驗(yàn)裝置及其方法。

背景技術(shù)

泥石流災(zāi)害具有爆發(fā)突然、運(yùn)動速度快、沖擊力大等特點(diǎn)，在我國這種特殊的災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，對人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。泥石流運(yùn)動過程中，往往攜帶大量碎屑物，因其粘度較高，在溝道卡口處、主支溝交匯處、主溝變窄處、樹干堵塞點(diǎn)以及大石塊堵塞處很容易形成堵潰。在暴雨作用下，堵塞淤積的泥石流堆積體將作為新的泥石流物源產(chǎn)生潰壩型泥石流災(zāi)害，可顯著增大溝口及沿途的泥石流流量及侵蝕強(qiáng)度。泥石流堵潰后，不僅會對堵塞處上游造成淹沒災(zāi)害，還將對下游的建筑設(shè)施及人民生命財(cái)產(chǎn)造成不可估量的損失。此外泥石流沖出溝口容易堵河形成堰塞壩，而且在溝道流域內(nèi)形成的滑坡、崩塌直接堆積于溝道，也會在溝道形成部分堵塞或完全堵塞，因此流域內(nèi)的堵潰點(diǎn)通常不止一處，這樣多點(diǎn)級聯(lián)堵潰的放大效應(yīng)使泥石流危害進(jìn)一步提高，因此研究泥石流級聯(lián)堵潰后形成的放大效應(yīng)為泥石流減災(zāi)、搶險(xiǎn)工作提供科學(xué)依據(jù)已是刻不容緩的工作。

由于在泥石流的相關(guān)試驗(yàn)研究中，野外試驗(yàn)周期長、實(shí)施較困難且不易觀測。而室內(nèi)試驗(yàn)周期短、使用方便、可重復(fù)、是研究泥石流啟動過程及運(yùn)動規(guī)律的有效手段。所以針對泥石流級聯(lián)堵潰放大效應(yīng)的模擬試驗(yàn)研究就顯得尤為重要，但目前，現(xiàn)有的試驗(yàn)裝置仍存在以下不足：

其一，現(xiàn)有泥石流堵潰放大效應(yīng)的試驗(yàn)裝置往往只模擬具有一個(gè)堆積壩的堵潰現(xiàn)象，而眾多大型泥石流溝道往往發(fā)育滑塌、坍塌，易形成多級堆積壩，與現(xiàn)場相比誤差較大，未能有效還原實(shí)地級聯(lián)堵潰放大效應(yīng)。

其二，現(xiàn)有泥石流堵潰放大效應(yīng)的試驗(yàn)裝置用泥沙堆料模擬壩體，需要人工操作，占用試驗(yàn)人員的大量時(shí)間，且易于出現(xiàn)人為誤差，試驗(yàn)重復(fù)性差，不利于試驗(yàn)便利快捷的進(jìn)行。

其三，現(xiàn)有泥石流堵潰放大效應(yīng)的試驗(yàn)裝置對于泥石流潰決產(chǎn)生的沖擊力很難被實(shí)時(shí)采集記錄。

其四，現(xiàn)有泥石流堵潰放大效應(yīng)的試驗(yàn)裝置很少能調(diào)節(jié)水槽的坡度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種泥石流級聯(lián)堵潰放大效應(yīng)模擬試驗(yàn)裝置及其方法，通過堵潰模擬試驗(yàn)對泥石流級聯(lián)堵潰放大效應(yīng)進(jìn)行針對性研究。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種泥石流級聯(lián)堵潰放大效應(yīng)模擬試驗(yàn)裝置，包括支架系統(tǒng)；泥石流漿料輸送系統(tǒng)；多級堵潰控制系統(tǒng)；監(jiān)測系統(tǒng)。

支架系統(tǒng)包括：可伸縮支架、定向腳輪、伸縮管、伸縮桿、橫向輔助支架、運(yùn)移溝槽、轉(zhuǎn)動軸、剛性支撐板。

泥石流漿料輸送系統(tǒng)主要包括：物料箱、輸送管道、漿料定速輸送器、扇板、軸承、中心軸、電機(jī)、機(jī)座、螺栓、聯(lián)軸器、廢料池、軟管、渦輪泵。

多級堵潰控制系統(tǒng)主要包括：多個(gè)翻蓋檔板、泄水孔、軸承、中心軸、電磁開關(guān)、方鋼、鐵片、電磁鐵片、圓環(huán)、拉環(huán)鎖扣、導(dǎo)線、電動卷線機(jī)、鋼絲繩。

監(jiān)測系統(tǒng)位于運(yùn)移溝槽的末端，主要包括：連桿、泥石流流速監(jiān)測裝置、同速轉(zhuǎn)葉、導(dǎo)線套筒、彈簧、電阻刷、電極探針、連接座、轉(zhuǎn)軸、泥石流撞擊力監(jiān)測裝置、均勻電阻絲、保護(hù)罩、撞擊板、軸承管、圓柱形剛性桿、伸縮彈簧、長條形剛性桿、扭力彈簧、刻度尺、高清攝像儀、PC端、導(dǎo)線。