[發明專利]滑坡碎屑流沖擊承災體的模型試驗裝置和試驗方法

在審

• 申請號: 202210826496.2
• 申請日: 2022-07-13
• 公開（公告）號: CN115112472A
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 樊曉一;劉歡;鄭榆楓;劉浩南;徐奕梓;溫翔;廖洪陽
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/04;G01N3/30
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 張淑枝

1.一種滑坡碎屑流沖擊承災體的模型試驗裝置，其特征在于，包括：傳動控制裝置、固定鋼架(1)、承災體支撐板(2)、楔形體支架板(3)、滑坡碎屑流楔形體模型(4)、承災體模型(5)；

所述傳動控制裝置由主動滑輪(6)、從動滑輪(7)、驅動電機(8)、變速器(9)、驅動鏈條(10)、合頁型推板(11)、滑軌(12)組成；

所述固定鋼架(1)由不銹鋼空心矩管焊接而成，固定鋼架(1)上安裝承災體支撐板(2)、主動滑輪(6)、從動滑輪(7)、驅動電機(8)和變速器(9)，驅動電機(8)和變速器(9)帶動主動滑輪(6)與從動滑輪(7)，從而帶動連在主動滑輪(6)和從動滑輪(7)上的驅動鏈條(10)，驅動鏈條(10)上固定合頁型推板(11)，承災體模型(5)下表面安裝滾輪(18)，承災體支撐板(2)安裝在固定鋼架(1)上，滑軌(12)安裝在承災體支撐板(2)上，滾輪(18)安裝在滑軌(12)上與滑軌滑動配合；

固定合頁型推板(11)安裝在驅動鏈條(10)上，固定合頁型推板(11)與承災體模型(5)接觸，能夠推動承災體模型(5)沿著滑軌(12)滑動；

所述楔形體支架板(3)架設在傳動控制裝置末端，楔形體支架板(3)上表面高度與滑軌(12)表面平齊，楔形體支架板(3)上方放置滑坡碎屑流楔形體模型(4)，楔形體支架板(3)底部前端采用兩根支架柱(15)支撐，支架柱(15)通過合頁(16)與楔形體支架板(3)連接，楔形體支架板(3)底部后端采用液壓千斤頂(17)支撐，千斤頂(1)起到調節楔形體支架板(3)坡度的作用。

2.根據權利要求1所述的一種滑坡碎屑流沖擊承災體的模型試驗裝置，其特征在于：所述模型試驗裝置的實驗結果由測試記錄裝置記錄，所述測試記錄裝置包括：高清攝像機(13)、高清照相機(14)、沖擊力傳感器、測速儀、三維激光掃描儀；

所述承災體模型(5)上安裝沖擊力傳感器，模型試驗裝置周圍安裝高清攝像機(13)、高清照相機(14)、測速儀和三維激光掃描儀。

3.根據權利要求1所述的一種滑坡碎屑流沖擊承災體的模型試驗裝置，其特征在于：所述滑坡碎屑流楔形體模型(4)是模擬斜坡巖土體由于各種原因在重力作用下，沿一定軟弱面整體呈楔形體分布向下運動的滑坡碎屑流，按照形態參數、顆粒粒徑分布、孔隙參數制作。

4.根據權利要求3所述的一種滑坡碎屑流沖擊承災體的模型試驗裝置，其特征在于：孔隙參數用于控制滑坡碎屑流運動的固相體積分數，相應孔隙采用泡沫顆粒材料填充。

5.根據權利要求1所述的一種滑坡碎屑流沖擊承災體的模型試驗裝置，其特征在于：，所述承災體模型(5)是承受滑坡碎屑流沖擊作用實體模型，包括各類建筑物及構筑物。

6.根據權利要求5所述的一種滑坡碎屑流沖擊承災體的模型試驗裝置，其特征在于：建筑物及構筑物包括：房屋建筑、橋梁隧道、公路鐵路、堤壩擋墻、防護網。

7.一種承災體沖擊滑坡碎屑流楔形體的模型試驗方法，其特征在于：模型試驗方法是在權利要求1所述的模型試驗裝置的基礎上實現的；

模型試驗方法包括以下步驟：

步驟1，進行試驗裝置的組裝，按靠近從動滑輪(7)端位置架設好楔形體支架板(3)，將滑坡碎屑流楔形體模型(4)放置在楔形體支架板(3)上，調節液壓千斤頂(17)支撐的高度以確定滑坡碎屑流楔形體模型(4)的坡度；將承災體模型(5)置于靠近主動滑輪(6)端，通過改變承災體模型(5)下(18)滾輪的位置來調整承災體模型(5)與沖擊方向的角度；

步驟2，按照變速器(9)預設檔位啟動驅動電機(8)帶動驅動鏈條(10)和合頁型推板(11)，合頁型推板(11)推動承災體模型(5)沿著滑軌(12)滑動，繼而沖擊滑坡碎屑流楔形體模型(4)；

步驟3，通過測試記錄裝置對承災體模型(5)沖擊滑坡碎屑流楔形體模型(4)全過程以及承災體模型(5)結構沖擊后的情況進行圖像記錄，通過沖擊力傳感器對承災體模型(5)受荷結構沖擊時的沖擊力進行采集，同時設置測速儀對承災體模型(5)在驅動鏈條(10)上的運動速度信息進行采集，設置三維激光掃描儀對沖擊后的承重結構面進行點云數據采集；

步驟4，利用采集到的圖像信息、沖擊力信息、傳動速度信息和點云數據進行數據處理和研究分析。