一種泥石流運動與堆積過程模擬實驗系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種泥石流模擬裝置，特別涉及一種泥石流運動與堆積模擬實驗系統。
【背景技術】
[0002]泥石流是山區常見的一種地質災害，具有爆發突然，破壞能力巨大等特點。泥石流常攜帶顆粒巨大的塊石，具有極強的沖擊力，危害流經區域的人的生命財產安全。故預測泥石流運動過程中的動力學參數與其堆積特征，對泥石流的防災減災具有較強的指導意見。
[0003]目前，泥石流運動與堆積參數主要采用現場監測或實測的方法獲取。但泥石流的發生頻率較低，很難跟蹤到正在發生的泥石流。另外，不同期次的泥石流特征差別較大，通過個別期次泥石流運動與堆積參數難以預測未來的泥石流參數。因此，研究一種泥石流運動與堆積過程模擬實驗系統，研究與建立泥石流的運動堆積參數與物源粒度、漿液濃度、坡度、摩擦力、能量損失等之間的關系，預測不同情況下泥石流的運動堆積特征，對泥石流的預測及防災減災起著關鍵作用。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種泥石流運動與堆積過程模擬實驗系統。本實用新型針對不同坡度、物源粒度成分、漿液濃度、摩擦力、能量損失因素，研究其對泥石流運動與堆積過程的影響，進而可對泥石流的動力學參數與危險范圍進行定性與定量的分析。
[0005]本實用新型包括傳送帶、第一升降機、第二升降機、第三升降機、攪拌箱、工作平臺、水箱、連接槽、第一直流通槽、第二直流通槽、彎流通槽、流通槽閥門、孔壓測試裝置、卡口、流速流量測試裝置、沖擊力測試裝置、高速攝像機、堆積區域、柱基礎、抽水裝置和接收主機；工作平臺設置在柱基礎上端，攪拌箱放置在工作平臺上，第一升降機設置在柱基礎旁，傳送帶的上端設置在第一升降機上并位于攪拌箱上部;水箱通過抽水裝置與攪拌箱連通;攪拌箱的下部與連接槽連通，第一直流通槽與連接槽連通，彎流通槽設置在第一直流通槽外部，第一直流通槽通過流通槽閥門與彎流通槽連通，第二直流通槽與第一直流通槽連通，第一直流通槽的尾部設置在第二升降機上，第二直流通槽的頭部設置在第三升降機上，第一直流通槽內設可調節寬度的卡口，第二直流通槽的尾部設置堆積區域，堆積區域具有坡度，彎流通槽中設有孔壓測試裝置，第一直流通槽中設有孔壓測試裝置，第二直流通槽內設置孔壓測試裝置和流速流量測試裝置，孔壓測試裝置和流速流量測試裝置分別監測泥石流流體的孔隙水壓力和流速流量參數。沖擊力測試裝置設置在堆積區域，檢測泥石流的沖擊力;高速攝像機通過支架安裝在第一直流通槽、第二直流通槽和彎流通槽旁，并俯視第一直流通槽、第二直流通槽和彎流通槽，高速攝像機用于拍攝泥石流不同時刻的運移與堆積過程;孔壓測試裝置、流速流量測試裝置、沖擊力測試裝置和高速攝像機與接收主機連接，接收主機接收并分析孔壓測試裝置、流速流量測試裝置、沖擊力測試裝置和高速攝像機傳回的數據，解譯得到泥石流的動力學參數。
[0006]本實用新型的有益效果:
[0007]本實用新型可在室內完成泥石流的運動與堆積過程，避免了現場泥石流監測的難度與危險性。另外，現場泥石流研究數據量稀少，往往是已經堆積完成的泥石流體，不利于泥石流運動與堆積過程的充分分析。本實用新型考慮了影響泥石流運動與堆積的眾多因素，可研究不同坡度、物源粒度成分、漿液濃度、摩擦力、能量損失因素對泥石流的影響，建立泥石流運動堆積過程與不同影響因素之間的關系，對預測泥石流的發展與成災具有很好的指示作用。
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型的結構俯視圖。
[0009]圖2是本實用新型的結構側視圖。
[0010]其中:I為傳送帶，2為第一升降機，3為攪拌箱，4為工作平臺，5為水箱，6為連接槽，7為第一直流通槽，8為彎流通槽，9為流通閥門，10為孔壓測試裝置，11為卡口，12為流速流量測試裝置，13為沖擊力測試裝置，14為高速攝像機，15為堆積區域，16為柱基礎，17為抽水裝置，18為接收主機，19為第二直流通槽，20為第二升降機，21為第三升降機。
【具體實施方式】
[0011]請參閱圖1和圖2所示，本實用新型包括傳送帶1、第一升降機2、第二升降機20、第三升降機21、攪拌箱3、工作平臺4、水箱5、連接槽6、第一直流通槽7、第二直流通槽19、彎流通槽8、流通槽閥門9、孔壓測試裝置10、卡口 11、流速流量測試裝置12、沖擊力測試裝置13、高速攝像機14、堆積區域15、柱基礎16、抽水裝置17和接收主機18;工作平臺4設置在柱基礎16上端，攪拌箱3放置在工作平臺4上，第一升降機2設置在柱基礎16旁，傳送帶I的上端設置在第一升降機2上并位于攪拌箱3上部;水箱5通過抽水裝置17與攪拌箱3連通;攪拌箱3的下部與連接槽6連通，第一直流通槽7與連接槽6連通，彎流通槽8設置在第一直流通槽7外部，第一直流通槽7通過流通槽閥門9與彎流通槽8連通，第二直流通槽19與第一直流通槽7連通，第一直流通槽7的尾部設置在第二升降機20上，第二直流通槽19的頭部設置在第三升降機21上，第一直流通槽7內設可調節寬度的卡口 11，第二直流通槽19的尾部設置堆積區域15，堆積區域15具有坡度，彎流通槽8中設有孔壓測試裝置10，第一直流通槽7中設有孔壓測試裝置10，第二直流通槽19內設置孔壓測試裝置10和流速流量測試裝置12，孔壓測試裝置10和流速流量測試裝置12分別監測泥石流流體的孔隙水壓力和流速流量參數。沖擊力測試裝置13設置在堆積區域15，檢測泥石流的沖擊力；高速攝像機14通過支架安裝在第一直流通槽7、第二直流通槽19和彎流通槽8旁，并俯視第一直流通槽7、第二直流通槽19和彎流通槽8，高速攝像機14用于拍攝泥石流不同時刻的運移與堆積過程;孔壓測試裝置10、流速流量測試裝置12、沖擊力測試裝置13和高速攝像機14與接收主機18連接，接收主機18接收并分析孔壓測試裝置10、流速流量測試裝置12、沖擊力測試裝置13和高速攝像機14傳回的數據，解譯得到泥石流的動力學參數。
[0012]本實用新型的工作過程:
[0013]泥石流流體是具有一定漿液濃度的兩相體。固體部分具有一定的粒度成分(限定d10、d3Q、d5()與d6Q)，所以，配制一定粒度成分的固體顆粒，采用傳送帶I與第一升降機2將其運輸到工作平臺4上的攪拌箱3，水箱5中的水通過抽水裝置17灌入攪拌箱3，通過控制水量調制具有一定漿液濃度的泥石流體。泥石流流體排泄至連接槽6，進入第一直流通槽7、彎流通槽8和第二直流通槽19，最終排泄至堆積區域15。通過流通槽閥門9可控制泥石流體選擇在第一直流通槽7或彎流通槽8內運動。第一直流通槽7內設可調節寬度的卡口 11，通過第二升降機20和第三升降機21可分別改變第一直流通槽7和第二直流通槽19的坡度，從而控制跌水高度。孔壓測試裝置10與流速流量測試裝置12設置在流通槽內，監測泥石流流體的孔隙水壓力、流速流量參數。堆積區域15具有一定坡度，沖擊力測試裝置13設置在堆積區域15，檢測泥石流的沖擊力。通過支架將高速攝像機14安裝至一定高度，拍攝泥石流不同時刻的運移與堆積過程。接收主機18接收并分析孔壓測試裝置10、流速流量測試裝置12、沖擊力測試裝置13和高速攝像機14傳回的數據，解譯得到泥石流的動力學參數。
【主權項】
1.一種泥石流運動與堆積模擬過程實驗系統，其特征在于:包括傳送帶(I)、第一升降機(2)、第二升降機(20)、第三升降機(21)、攪拌箱(3)、工作平臺(4)、水箱(5)、連接槽(6)、第一直流通槽(7)、第二直流通槽(19)、彎流通槽(8)、流通槽閥門(9)、孔壓測試裝置(10)、卡口(11)、流速流量測試裝置(12)、沖擊力測試裝置(13)、高速攝像機(14)、堆積區域(15)、柱基礎(16)、抽水裝置(17)和接收主機(18);工作平臺(4)設置在柱基礎(16)上端，攪拌箱(3)放置在工作平臺(4)上，第一升降機(2)設置在柱基礎(16)旁，傳送帶(I)的上端設置在第一升降機(2)上并位于攪拌箱(3)上部;水箱(5)通過抽水裝置(17)與攪拌箱(3)連通;攪拌箱(3)的下部與連接槽(6)連通，第一直流通槽(7)與連接槽(6)連通，彎流通槽(8)設置在第一直流通槽(7)外部，第一直流通槽(7)通過流通槽閥門(9)與彎流通槽(8)連通，第二直流通槽(19)與第一直流通槽(7)連通，第一直流通槽(7)的尾部設置在第二升降機(20)上，第二直流通槽(19)的頭部設置在第三升降機(21)上，第一直流通槽(7)內設可調節寬度的卡口(11)，第二直流通槽(19)的尾部設置堆積區域(15)，堆積區域(15)具有坡度，彎流通槽(8)中設有孔壓測試裝置(10)，第一直流通槽(7)中設有孔壓測試裝置(10)，第二直流通槽(19)內設置孔壓測試裝置(10)和流速流量測試裝置(12)，沖擊力測試裝置(13)設置在堆積區域(15);高速攝像機(14)通過支架安裝在第一直流通槽(7)、第二直流通槽(19)和彎流通槽(8)旁，并俯視第一直流通槽(7)、第二直流通槽(19)和彎流通槽(8)，孔壓測試裝置(10)、流速流量測試裝置(12)、沖擊力測試裝置(13)和高速攝像機(14)與接收主機(18)連接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種泥石流運動與堆積過程模擬實驗系統，包括傳送帶、升降機、攪拌箱、工作平臺、水箱、連接槽、直流通槽、彎流通槽、流通槽閥門、孔壓測試裝置、卡口、流速流量測試裝置、沖擊力測試裝置、高速攝像機、堆積區域、柱基礎、抽水裝置和接收主機；通過傳送帶、升降機、攪拌箱、工作平臺、水箱與抽水裝置可將一定粒度成分的固體顆粒配制成為一定漿液濃度的泥石流體，柱基礎用以保證工作平臺的穩定性。流通槽閥門控制泥石流體在直流通槽或彎流通槽內運動，采用升降機控制泥石流的運動坡度。通過孔壓測試模塊、流速流量測試模塊、沖擊力測試模塊、高速攝像機測試與監測泥石流的運動與堆積過程及其動力學參數。
【IPC分類】G01M10/00
【公開號】CN205300890
【申請號】
【發明人】張文, 陳劍平, 牛岑岑, 徐佩華, 苑曉青
【申請人】吉林大學
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2015年11月12日