[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

本發明公開了一種滑坡碎屑流沖擊承災體的模型試驗裝置和試驗方法，裝置包括傳動控制裝置、固定鋼架、承災體支撐板、楔形體支架板、滑坡碎屑流前緣楔形體模型、承災體模型和測試記錄裝置。制作滑坡碎屑流楔形體和承災體模型，液壓千斤頂用于調節楔形體坡度，并起到支撐作用。裝置與常規斜槽模擬滑坡碎屑流沖擊承災體試驗相反，根據物體間相互作用力大小相等的原理，通過傳動控制裝置驅動承災體模型沖擊滑坡碎屑流前緣楔形體模型。本發明結構簡單，易于操作，方便布置傳感器和數據采集；能有效控制滑坡碎屑流前緣楔形體形態參數、顆粒粒徑組成和分布、孔隙參數等；能開展不同楔形體坡度、沖擊速度和沖擊方向等參數下滑坡碎屑流沖擊承災體模型試驗。

技術領域

本發明涉及滑坡承災體模擬技術領域，特別涉及一種滑坡碎屑流沖擊承災體的模型試驗裝置和試驗方法。

背景技術

滑坡是一類常見的地質災害，其運動形成的碎屑流災害常導致山區建筑、橋梁及防護工程等承災體損毀，造成嚴重的人員傷亡和財產損失、道路中斷等災害后果。滑坡碎屑流對建筑、橋梁及防護工程等承災體的沖擊作用、巖土體運動作用于承災體的力學效應是研究滑坡碎屑流防災減災機制的重要技術手段和方法，可為山區建筑規劃、橋梁及防護工程的設計與建造、人員安全保障等提供技術參考和科學依據。

研究滑坡碎屑流與承災體之間沖擊作用的主要方法有：現場勘察、理論分析、數值模擬和模型試驗。其中，模型試驗能較好地模擬滑坡碎屑流對承災體的破壞情況，可以較為客觀地反映承災體受沖擊的破壞模式、破壞程度和破壞全過程，在實驗室內便可完成，減少人力、物力和財力的投入，同時模型試驗中的參數取值和試驗結果能為后續的理論分析和數值模擬提供數據基礎和參照對比。目前有關滑坡的模型試驗主要是研究滑坡碎屑流運動過程、運動特性和運動機理，而分析承災體的防災減災機制，需要考慮滑坡碎屑流對承災體的沖擊作用，開展承災體模型與滑坡碎屑流楔形體沖擊作用下的破壞過程、破壞模式和破壞特性等方面的研究。

為揭示滑坡碎屑流對承災體的致災機理，常規的試驗方案采用高位釋放試驗物料，在下部布置承災體開展試驗。試驗方案存在以下不足：(1)真實滑坡碎屑流災害的規模與承災體存在幾個數量級的差異，采用一致的相似比模型試驗存在困難；(2)這些滑坡碎屑流災害都具有高速沖擊特征，為獲得巖土體高速運動，模型試驗需要盡可能增加物料的原始高度和模型尺寸，試驗難度大；(3)巖土體作用承災體時的形態參數、顆粒粒徑組成和分布、孔隙參數等因素對沖擊機制具有重要影響，常規試驗方案不能有效控制巖土體的這些參數。

發明內容

本發明針對現有技術的缺陷，提供了一種滑坡碎屑流沖擊承災體的模型試驗裝置。與常規斜槽模擬滑坡碎屑流沖擊承災體試驗相反，根據物體間相互作用力大小相等的原理，通過傳動控制裝置驅動承災體模型沖擊滑坡碎屑流前緣楔形體模型。其應用時，系統安裝方便、快捷，易于操作，可以有效控制滑坡碎屑流前緣楔形體形態參數、顆粒粒徑組成和分布、孔隙參數，能開展不同楔形體坡度、不同沖擊速度、不同沖擊方向參數下滑坡碎屑流沖擊承災體模型試驗。

為了實現以上發明目的，本發明采取的技術方案如下：

一種滑坡碎屑流沖擊承災體的模型試驗裝置，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；