CN210222003U - 一种组装式沟道的泥石流模拟测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组装式沟道的泥石流模拟测试装置，该装置包括物料箱、搅拌提升机、组装式沟道、可升降支座、冲击力测试***、堆积箱、数据线和测试处理***。本实用新型的有益效果是：组装式沟道是由若干个内底部设置有三角台阶的直通沟道和弯曲沟道连接而成，并设置在可升降支座上。直通沟道内嵌的高速微型摄影机、弯曲沟道内嵌的新型光纤传感器、冲击力测试***通过数据线与测试处理***相连；本实用新型能够应用于不同沟形、不同长度、不同摩擦度、不同坡度的泥石流的模拟，该沟道可重复组装利用、适应性强，实现了泥石流运动、撞击、堆积全过程的数据自动采集与处理，时刻监测、抗干扰能力强，为泥石流的防灾提供科学依据。

Description

一种组装式沟道的泥石流模拟测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种泥石流模拟测试装置，具体为一种组装式沟道的泥石流模拟测试装置，属于泥石流模拟测试技术领域。

背景技术

泥石流是山区常见的一种地质灾害，是由降水汇流形成的一种流固耦合的特殊物质，在一定坡度的沟谷内，以极快的速度倾泻而下，对沿途的建筑物造成巨大破坏的现象。由于其具有爆发突然、流速快、危害性大等特点，因此，需对泥石流运动过程中的动力学参数(运动轨迹、速度、冲击力等)进行预测，为泥石流的防灾减灾提供指导性意见。

现有技术，主要是通过现场监测或实测的方法获取泥石流的动力学参数。然而，泥石流的发生频率较低，需要较长时间的监测或观测才有可能捕捉到正在发生的泥石流。总而言之，该技术耗时长、费用高昂、设备不可重复利用、还极有可能无功而返。

不同类型、不同期次的泥石流特征具有巨大的差别，这主要与泥石流的沟道(沟形、长度、摩擦度、坡度)有关。近年来，泥石流的室内模拟技术稍有出现。但现有技术中，泥石流模拟的沟道是特定的、普遍适用性较差，无法进行不同类型、不同期次泥石流的模拟与动力学参数的获取。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供的能够实现不同沟形、不同长度、不同摩擦度、不同坡度的泥石流的模拟，而且能够通过内嵌的高速微型摄影机、新型光纤传感器实现泥石流运动视频、流速、冲击力等信息采集的一种组装式沟道的泥石流模拟测试装置。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种组装式沟道的泥石流模拟测试装置，包括物料箱、搅拌提升机、组装式沟道、可升降支座、冲击力测试***、堆积箱、数据线和测试处理***；所述组装式沟道设置在可升降支座上，所述组装式沟道顶端设置有搅拌提升机，所述组装式沟道底端设置有堆积箱，所述搅拌提升机底端设置在物料箱中，所述堆积箱中固定有冲击力测试***，所述组装式沟道、冲击力测试***与测试处理***分别通过数据线呈电性连接。

所述组装式沟道是由三个直通沟道和两个弯曲沟道组成的，且连接顺序依次为：第一直通沟道、第一弯曲沟道、第二直通沟道、第二弯曲沟道、第三直通沟道，所述直通沟道是由直道盖槽通过刃口盖到直道底槽上，并通过连接支座上的螺栓将二者固定在一起，所述弯曲沟道是由弯道盖槽通过刃口盖到弯道底槽上，并通过连接支座上的螺栓将二者固定在一起，所述直通沟道、弯曲沟道两端均设置有丝扣。

所述直通沟道由直道盖槽、直道底槽组成的，所述直道底槽是由强度、刚度较大的铸铁制作而成，且所述直道底槽的横截面为半圆形，所述直道底槽的开口处设置有内切的刃口，所述直道底槽的两端设置有丝扣，且所述直道底槽的首端所设置的为内扣式丝扣，所述直道底槽的末端所设置的为外扣式丝扣，所述直道底槽的内部设置有等间距、平行的三角台阶，所述直道底槽的外底部设置有两个与可升降支座连接的连接环；所述直道盖槽是由透明的钢化塑料制作而成，且所述直道盖槽的横截面为半圆形，所述直道盖槽的开口处设置有外切的刃口，所述直道盖槽的两端均设置有丝扣，且所述直道盖槽首端所设置的为内扣式丝扣，所述直道盖槽末端所设置的为外扣式丝扣，所述直道盖槽的内底部设置有内嵌的高速微型摄影机。

所述弯曲沟道由弯道盖槽、弯道底槽组成，所述弯道底槽是由强度、刚度较大的铸铁制作而成，且所述弯道底槽的横截面为半圆形，所述弯道底槽的开口处设置有内切的刃口，所述弯道底槽的平截面为弯曲的同心圆形，圆弧的角度为45°，所述弯道底槽的两端设置有丝扣，且首端为内扣式丝扣、末端为外扣式丝扣，所述弯道底槽的内部设置有等间距、平行的三角台阶，所述弯道底槽的内侧面设置有新型光纤传感器，所述弯道盖槽是由透明的钢化塑料制作而成的，且所述弯道盖槽的横截面为半圆形，所述弯道盖槽的开口处设置有外切的刃口，所述弯道盖槽的平截面为弯曲的同心圆形，圆弧的角度也为45°，所述弯道盖槽的两端设置有丝扣，且首端为内扣式丝扣、末端为外扣式丝扣。

优选的，为了便于相互之间的首末连接与组装，所述直道盖槽、直道底槽、弯道盖槽和弯道底槽的横截面半径均是相同的，且其首端的内扣式丝扣以及其末端的外扣式丝扣均相同。

优选的，为了能够实现不同沟形、不同长度、不同摩擦度、不同坡度的泥石流的模拟，同时实现泥石流运动视频、流速、冲击力等信息的采集，所述组装式沟道的直通沟道和弯曲沟道的具体数量、连接顺序、可升降支座的高低均由所要模拟的实际泥石流沟道所决定，且直道盖槽内设置的高速微型摄影机和弯道底槽内设置的新型光纤传感器均与外接设备呈电性连接。

本实用新型的有益效果是：该组装式沟道的泥石流模拟测试装置和试验方法设计合理，由若干个内底部设置有三角台阶的直通沟道和若干个弯曲沟道连接而成的，具体可根据所要模拟的泥石流沟调整其沟形、长度、摩擦度、坡度，可实现不同类型、不同期次的泥石流沟的模拟，该组装式沟道的普遍适用性强、可重复组装利用。

本实用新型将直通沟道中内嵌有高速微型摄影机、弯曲沟道中内嵌有新型光纤传感器、冲击力测试***同时接入测试处理***，不仅实现了泥石流在运动、撞击、堆积的全过程的数据自动采集，而且还可计算出泥石流在运动与撞击过程中的动力学参数(运动轨迹、速度、冲击力等)，具有时刻监测、抗人为干扰能力强的优点，同时也便于为泥石流的防灾减灾提供科学依据。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型组装式沟道的横截面结构示意图；

图3为本实用新型组装式沟道的底部仰视结构示意图；

图4为本实用新型组装式沟道的顶部俯视结构示意图。

图中：A、物料箱，B、搅拌提升机，C、组装式沟道，D、可升降支座，E、冲击力测试***，F、堆积箱，G、数据线，H、测试处理***，J、直通沟道，K、弯曲沟道，J1、第一直通沟道，J2、第二直通沟道，J3、第三直通沟道，K1、第一弯曲沟道，K2、第二弯曲沟道，1、直道盖槽，2、刃口，3、直道底槽，4、连接支座，5、螺栓，6、弯道盖槽，7、弯道底槽，8、丝扣，9、三角台阶，10、连接环，11、高速微型摄影机和12、新型光纤传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～4，一种组装式沟道的泥石流模拟测试装置，包括物料箱A、搅拌提升机B、组装式沟道C、可升降支座D、冲击力测试***E、堆积箱F、数据线G和测试处理***H；所述组装式沟道C设置在可升降支座D上，所述组装式沟道C顶端设置有搅拌提升机B，所述组装式沟道C底端设置有堆积箱F，所述搅拌提升机B底端设置在物料箱A中，所述堆积箱F中固定有冲击力测试***E，所述组装式沟道C、冲击力测试***E与测试处理***H分别通过数据线G呈电性连接。

进一步的，所述组装式沟道C是由三个直通沟道J和两个弯曲沟道K组成的，且连接顺序依次为：第一直通沟道J1、第一弯曲沟道K1、第二直通沟道J2、第二弯曲沟道K2、第三直通沟道J3，所述直通沟道J是由直道盖槽1通过刃口2盖到直道底槽3上，并通过连接支座4上的螺栓5将二者固定在一起，所述弯曲沟道K是由弯道盖槽6通过刃口2盖到弯道底槽7上，并通过连接支座4上的螺栓5将二者固定在一起，所述直通沟道J、弯曲沟道K两端均设置有丝扣8。

进一步的，所述直通沟道J由直道盖槽1、直道底槽3组成的，所述直道底槽3是由强度、刚度较大的铸铁制作而成，且所述直道底槽3的横截面为半圆形，所述直道底槽3的开口处设置有内切的刃口2，所述直道底槽3的两端设置有丝扣8，且所述直道底槽3的首端所设置的为内扣式丝扣8，所述直道底槽3的末端所设置的为外扣式丝扣8，所述直道底槽3的内部设置有等间距、平行的三角台阶9，用于模拟实际泥石流沟道底部的粗糙不平的形态，所述直道底槽3的外底部设置有两个与可升降支座D连接的连接环10；所述直道盖槽1是由透明的钢化塑料制作而成，且所述直道盖槽1的横截面为半圆形，所述直道盖槽1的开口处设置有外切的刃口2，所述直道盖槽1的两端均设置有丝扣8，且所述直道盖槽1首端所设置的为内扣式丝扣8，所述直道盖槽1末端所设置的为外扣式丝扣8，所述直道盖槽1的内底部设置有内嵌的高速微型摄影机11。

进一步的，所述弯曲沟道K由弯道盖槽6、弯道底槽7组成，所述弯道底槽7是由强度、刚度较大的铸铁制作而成，且所述弯道底槽7的横截面为半圆形，所述弯道底槽7的开口处设置有内切的刃口2，所述弯道底槽7的平截面为弯曲的同心圆形，圆弧的角度为45°，所述弯道底槽7的两端设置有丝扣8，且首端为内扣式丝扣8、末端为外扣式丝扣8，所述弯道底槽7的内部设置有等间距、平行的三角台阶9，所述弯道底槽7的内侧面设置有新型光纤传感器12，所述弯道盖槽6是由透明的钢化塑料制作而成的，且所述弯道盖槽6的横截面为半圆形，所述弯道盖槽6的开口处设置有外切的刃口2，所述弯道盖槽6的平截面为弯曲的同心圆形，圆弧的角度也为45°，所述弯道盖槽6的两端设置有丝扣8，且首端为内扣式丝扣8、末端为外扣式丝扣8。

一种组装式沟道的泥石流模拟测试装置的试验方法，其试验方法包括以下步骤：

步骤1、选择三个直通沟道J和两个弯曲沟道K依次连接组成组装式沟道C，连接顺序依次为：第一直通沟道J1、第一弯曲沟道K1、第二直通沟道J2、第二弯曲沟道K2、第三直通沟道J3，并将首端的内扣式丝扣8与末端的外扣式丝扣8进行首尾连接组装形成泥石流的组装式沟道C，然后将组装好的组装式沟道C呈倾斜状固定在可升降支座D上，调节可升降支座D的坡度，使组装式沟道C的坡度符合实际泥石流沟道的坡度最后将物料箱A、搅拌提升机B、冲击力测试***E、堆积箱F依次与组装式沟道C相连在一起，并在组装式沟道C的直通沟道J内嵌高速微型摄影机11，在组装式沟道C的弯曲沟道K内嵌新型光纤传感器12，并将冲击力测试***E通过数据线G与测试处理***H相连，完成对模拟测试装置的组装；

步骤2、装置组装完毕后，将配制好的泥石流物料放在物料箱A中，泥石流物料通过搅拌提升机B投放在组装式沟道C的入口处，物料将沿着组装式沟道C向下运动，物料在组装式沟道C底端撞击冲击力测试***E后落入堆积箱F；

步骤3、物料通过组装式沟道C的直通沟道J时，直通沟道J内底部设置有内嵌的高速微型摄影机11拍摄泥石流运动过程中的视频，物料通过组装式沟道C的弯曲沟道K时，弯曲沟道K弯道底槽的内侧面设置的新型光纤传感器12测试出泥石流物质在转弯处撞击沟道的冲击力；

步骤4、高速微型摄影机11所拍摄泥石流运动过程中的视频数据、新型光纤传感器12所测试泥石流物质在转弯处撞击沟道的冲击力数据以及物料在组装式沟道C底端撞击冲击力测试***E所获得的冲击力数据均通过数据线G传输至测试处理***H，即可计算出泥石流在运动与撞击过程中的动力学参数。

所述直道盖槽1、直道底槽3、弯道盖槽6和弯道底槽7的横截面半径均是相同的，且其首端的内扣式丝扣8以及其末端的外扣式丝扣8均相同，其末端的外丝扣8能够与首端内丝扣8相对应，便于相互之间的首末连接与组装，所述组装式沟道C的直通沟道J和弯曲沟道K的具体数量、连接顺序、可升降支座D的高低均由所要模拟的实际泥石流沟道所决定，且直道盖槽1内设置的高速微型摄影机11和弯道底槽7内设置的新型光纤传感器12均与外接设备呈电性连接，能够实现不同沟形、不同长度、不同摩擦度、不同坡度的泥石流的模拟，同时实现泥石流运动视频、流速、冲击力等信息的采集。

工作原理：在使用该组装式沟道的泥石流模拟测试装置和试验方法时，首先根据所要模拟的实际泥石流沟道组装相应个数的直通沟道J和弯曲沟道K；其次将组装好的设置有三角台阶9的直通沟道J和弯曲沟道K按照所要模拟的泥石流沟的沟谷形态(沟形、长度)对应的连接起来，形成泥石流的组装式沟道C；然后将组装式沟道C固定在可升降支座D上，通过调节可升降支座D达到所要模拟泥石流沟的坡度；最后将物料箱A、搅拌提升机B、组装式沟道C、冲击力测试***E、堆积箱F依次相连在一起，并将组装式沟道C中内嵌的高速微型摄影机11和新型光纤传感器12、冲击力测试***E通过数据线G与测试处理***H相连，实现泥石流动力学参数(运动轨迹、速度、冲击力等)的自动采集与处理。装置组装完毕后，将配制好的泥石流物料放在物料箱A中，泥石流物料通过搅拌提升机B投放在组装式沟道C的入口处，物料将沿着组装式沟道C向下运动，物料在组装式沟道C底端撞击冲击力测试***E后落入堆积箱F，组装式沟道C和冲击力测试***E将采集的视频数据、力学数据通过数据线G传输至测试处理***H。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种组装式沟道的泥石流模拟测试装置，其特征在于：包括物料箱(A)、搅拌提升机(B)、组装式沟道(C)、可升降支座(D)、冲击力测试***(E)、堆积箱(F)、数据线(G)和测试处理***(H)；所述组装式沟道(C)设置在可升降支座(D)上，所述组装式沟道(C)顶端设置有搅拌提升机(B)，所述组装式沟道(C)底端设置有堆积箱(F)，所述搅拌提升机(B)底端设置在物料箱(A)中，所述堆积箱(F)中固定有冲击力测试***(E)，所述组装式沟道(C)、冲击力测试***(E)与测试处理***(H)分别通过数据线(G)呈电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种组装式沟道的泥石流模拟测试装置，其特征在于：所述组装式沟道(C)是由三个直通沟道(J)和两个弯曲沟道(K)组成的，且连接顺序依次为：第一直通沟道(J1)、第一弯曲沟道(K1)、第二直通沟道(J2)、第二弯曲沟道(K2)、第三直通沟道(J3)，所述直通沟道(J)是由直道盖槽(1)通过刃口(2)盖到直道底槽(3)上，并通过连接支座(4)上的螺栓(5)将二者固定在一起，所述弯曲沟道(K)是由弯道盖槽(6)通过刃口(2)盖到弯道底槽(7)上，并通过连接支座(4)上的螺栓(5)将二者固定在一起，所述直通沟道(J)、弯曲沟道(K)两端均设置有丝扣(8)。

3.根据权利要求2所述的一种组装式沟道的泥石流模拟测试装置，其特征在于：所述直通沟道(J)由直道盖槽(1)、直道底槽(3)组成的，所述直道底槽(3)是由铸铁制作而成，且所述直道底槽(3)的横截面为半圆形，所述直道底槽(3)的开口处设置有内切的刃口(2)，所述直道底槽(3)的两端设置有丝扣(8)，且所述直道底槽(3)的首端所设置的为内扣式丝扣(8)，所述直道底槽(3)的末端所设置的为外扣式丝扣(8)，所述直道底槽(3)的内部设置有等间距、平行的三角台阶(9)，所述直道底槽(3)的外底部设置有两个与可升降支座(D)连接的连接环(10)；所述直道盖槽(1)是由透明的钢化塑料制作而成，且所述直道盖槽(1)的横截面为半圆形，所述直道盖槽(1)的开口处设置有外切的刃口(2)，所述直道盖槽(1)的两端均设置有丝扣(8)，且所述直道盖槽(1)首端所设置的为内扣式丝扣(8)，所述直道盖槽(1)末端所设置的为外扣式丝扣(8)，所述直道盖槽(1)的内底部设置有内嵌的高速微型摄影机(11)。

4.根据权利要求2所述的一种组装式沟道的泥石流模拟测试装置，其特征在于：所述弯曲沟道(K)由弯道盖槽(6)、弯道底槽(7)组成，所述弯道底槽(7)是由铸铁制作而成，且所述弯道底槽(7)的横截面为半圆形，所述弯道底槽(7)的开口处设置有内切的刃口(2)，所述弯道底槽(7)的平截面为弯曲的同心圆形，圆弧的角度为45°，所述弯道底槽(7)的两端设置有丝扣(8)，且首端为内扣式丝扣(8)、末端为外扣式丝扣(8)，所述弯道底槽(7)的内部设置有等间距、平行的三角台阶(9)，所述弯道底槽(7)的内侧面设置有新型光纤传感器(12)，所述弯道盖槽(6)是由透明的钢化塑料制作而成的，且所述弯道盖槽(6)的横截面为半圆形，所述弯道盖槽(6)的开口处设置有外切的刃口(2)，所述弯道盖槽(6)的平截面为弯曲的同心圆形，圆弧的角度也为45°，所述弯道盖槽(6)的两端设置有丝扣(8)，且首端为内扣式丝扣(8)、末端为外扣式丝扣(8)。

5.根据权利要求3或4所述的一种组装式沟道的泥石流模拟测试装置，其特征在于：所述直道盖槽(1)、直道底槽(3)、弯道盖槽(6)和弯道底槽(7)的横截面半径均是相同的，且其首端的内扣式丝扣(8)以及其末端的外扣式丝扣(8)是相对应的，且首端的内扣式丝扣(8)与末端的外扣式丝扣(8)可首尾连接在一起。

6.根据权利要求5所述的一种组装式沟道的泥石流模拟测试装置，其特征在于：所述组装式沟道(C)的直通沟道(J)和弯曲沟道(K)的具体数量、连接顺序、可升降支座(D)的高低均由所要模拟的实际泥石流沟道所决定，且直道盖槽(1)内设置的高速微型摄影机(11)和弯道底槽(7)内设置的新型光纤传感器(12)均与外接设备呈电性连接。

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