CN216361738U - 一种模拟不规则落石撞击挡墙的实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及落石防治工程技术领域，公开了一种模拟不规则落石撞击挡墙的实验装置，包括：支架；以及位于所述支架顶部的升降架；以及通过连接绳连接在升降架上端的抓持装置，所述抓持装置包括：抓持控制件、张合控制件、连接柱及钩爪。本实用新型通过设计新型不规则形状岩石抓持装置，实现以不同岩石种类、大小、撞击面、速度等状态撞击实验挡墙，使边坡落石对挡墙冲击实验误差减小；与传统方法落石与直立挡墙直接撞击相比，本发明通过设计不规则岩石抓持装置，更贴近现实边坡落石破坏情况，减少了实验数据误差，并使岩石对挡墙的二次撞击可控，提高了实验的准确信息。
Description
技术领域
本实用新型涉及落石防治工程技术领域，具体为一种模拟不规则落石撞击挡墙的实验装置。
背景技术
崩塌落石是常见的地质灾害是山区三大地质灾害之一。边坡落石经常发生在地形陡峭的山区地带，虽然其规模较小但由于发生频繁，且突发性高、随机性强,所以常对灾害区的基础设施和建筑物带来危害甚至危及灾害区内人们的生命与财产。
在极端气候与人类工程活动的背景下，近年来落石灾害频发，给人民生命、公共安全构成了极大威胁。因此,如何对崩塌落石的形成机制、运动特性、碰撞时的冲击力并进行有效地判断,进而采取合理有效的工程防护措施,是山区经济建设中亟待解决的问题之一。
传统边坡落石对挡墙的撞击模拟实验中，大多通过将理想规则球体吊起，以钟摆形式撞击直立挡墙模拟落石对挡墙的冲击。该实验方法行之有效，但不足之处在于，现实边坡落石并非理想规则球体，进而导致实验情况与现实情况相去甚远。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种模拟不规则落石撞击挡墙的实验装置，通过设计可紧密抓取不规则形状岩石的抓持装置、更新模拟挡墙撞击实验器械，为挡墙结构设计提供参考，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种模拟不规则落石撞击挡墙的实验装置，包括：
支架；
以及位于所述支架顶部的升降架；
以及通过连接绳连接在升降架上端的抓持装置；
所述抓持装置包括：
抓持控制件、张合控制件、连接柱及钩爪；其中，所述连接柱的上端与所述连接绳的下端相连接；所述抓持控制件活动套接于所述连接柱的外部，所述钩爪的上端活动连接于所述抓持控制件的底部；所述张合控制件的表面开设有与所述钩爪相匹配的条形孔，所述条形孔的内部设有定位组件；
且连接柱的外部设有抓持控制件限位组件。
优选的，所述定位组件包括：
定位块以及与所述定位块活动连接的旋钮；其中，所述定位块活动连接于所述条形孔的内部，且张合控制件的表面开设有与所述旋钮相匹配的螺纹孔。
优选的，所述抓持控制件限位组件包括：锁紧螺母，所述连接柱的表面开设有与所述锁紧螺母相匹配的螺纹部，且所述锁紧螺母位于所述抓持控制件的底部。
优选的，所述抓持控制件的内部开设有孔洞，所述孔洞的内部转动安装有转轴，所述钩爪的上端固定连接于所述转轴的底部。
优选的，所述升降架包括：
电动伸缩杆以及连接于所述电动伸缩杆输出端的横杆；其中，所述连接绳的上端连接于所述横杆的中心处。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型主要由支架、升降架、连接绳、抓持装置等部件构成，爪钩在不同角度下抓取落石碎屑，使其在不同角度下撞击实验挡墙；通过升降架调整连接绳的绳长控制落石撞击挡墙的速度，观察在不同速度下落石各面对于实验挡墙的冲击情况，由此推算出在相应条件下挡墙的抗冲击性能数据，能够给实验挡墙的修建提供参考数据，提高实验挡墙强度、减弱受灾程度。
附图说明
图1为本实用新型支架的结构示意图；
图2为本实用新型抓持装置的结构示意图；
图3为本实用新型抓持控制件和张合控制件的分解结构示意图；
图4为本实用新型抓持控制件的结构示意图；
图5为本实用新型张合控制件的结构示意图；
图6为本实用新型撞击实验的状态结构示意图。
图中：
1、支架；101、固定架；102、实验挡墙；
2、升降架；201、电动伸缩杆；202、横杆；
3、连接绳；
4、抓持装置；401、抓持控制件；402、张合控制件；403、连接柱；404、钩爪；405、条形孔；406、孔洞；407、转轴；
5、定位组件；501、定位块；502、旋钮；503、螺纹孔；504、定位槽；6、抓持控制件限位组件；601、锁紧螺母；602、螺纹部。
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。
本实用新型实施例中提供了一种模拟不规则落石撞击挡墙的实验装置，如图1所示，包括：支架1、升降架2、连接绳3、抓持装置4。其中，升降架2设置有两组，对称安装在支架1的顶部，用于调整抓持装置4的高度。另外，在支架1上设置安装孔，方便采用地脚螺丝固定在地面上，保持整体的稳定性。抓持装置4连接在连接绳3的端部，用于夹持岩石撞击实验挡墙102。
作为优选的，升降架2包括：电动伸缩杆201以及连接于电动伸缩杆201输出端的横杆202，如图6所示。其中，连接绳3的上端连接于横杆202的中心处，通过电动伸缩杆201调整连接绳3的绳长控制落石撞击实验挡墙102的速度，观察在不同速度下落石各面对于实验挡墙102的冲击情况。另外，实验挡墙102通过固定架101固定在支架1的一侧。
值得说明的是，本实施例中的抓持装置4包括：抓持控制件401、张合控制件402、连接柱403及钩爪404，如图2所示。其中，连接柱403的上端与连接绳3的下端相连接。抓持控制件401活动套接于连接柱403的外部，可以上下移动，钩爪404的上端活动连接于抓持控制件401的底部，用于调整钩爪404的夹持范围。张合控制件402的表面开设有与钩爪404相匹配的条形孔405，用于限制住钩爪404的角度，使得钩爪404不会偏差。
进一步的，为了提高抓持控制件401和钩爪404之间的稳定性，在抓持控制件401的内部开设有孔洞406，孔洞406的内部转动安装有转轴407，钩爪404的上端固定连接于转轴407的底部，在提高抓持控制件401和钩爪404之间稳定性的同时，还利于钩爪404的角度调节，利于夹持岩石。
为了控制钩爪404的张合程度，本申请在条形孔405的内部设有定位组件5，其包括：定位块501、旋钮502、螺纹孔503，如图3和图5所示。其中，定位块501活动连接于条形孔405的内部，且张合控制件402的表面开设有与旋钮502相匹配的螺纹孔503，旋钮502的端部与定位块501的一侧活动连接，如，可采用轴承配合。通过转动旋钮502带动定位块501在条形孔405的内部移动，可以挤压钩爪404，进行夹持岩石。
作为优选的，在定位块501的表面开设有定位槽504，钩爪404活动连接于定位槽504的内部，利于更好的限制住钩爪404的位置，提高钩爪404夹持岩石时的稳定性。
为了更好的调整、固定抓持控制件401的位置，抓持控制件限位组件6包括：锁紧螺母601，连接柱403的表面开设有与锁紧螺母601相匹配的螺纹部602，且锁紧螺母601位于抓持控制件401的底部，锁紧螺母601螺纹连接在连接柱403的外部，在需要调整钩爪404的夹持范围时，通过转动锁紧螺母601调整抓持控制件401的位置即可。另外，钩爪404等角度设置有三组，利于更好的夹持不同大小的岩石，实现稳定抓持岩石的目的。
在利用上述装置进行实验时，包括如下步骤：
1)被测岩石样本由钩爪404抓持、张合控制件402固定；
2)通过电动伸缩杆201调整连接绳3的绳长，将岩石高度提高至钩爪404与地面水平；
3)放开钩爪404，使钩爪404抓持着岩石做圆周运动下落；
4)岩石与实验挡墙102撞击，计算岩石冲击力；
5)调节岩石撞击面或更换被测岩石，重复实验，记录数据。
另外，撞击角度为90°时挡墙所受冲击力最大，最易破坏，应着重测量。
通过设计新型不规则形状岩石抓持装置，实现以不同岩石种类、大小、撞击面、速度等状态撞击实验挡墙，使边坡落石对挡墙冲击实验误差减小；与传统方法落石与直立挡墙直接撞击相比，本发明通过设计不规则岩石抓持装置，更贴近现实边坡落石破坏情况，减少了实验数据误差，并使岩石对挡墙的二次撞击可控，提高了实验的准确信息。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种模拟不规则落石撞击挡墙的实验装置，其特征在于，包括：
支架(1)；
以及位于所述支架(1)顶部的升降架(2)；
以及通过连接绳(3)连接在升降架(2)上端的抓持装置(4)；
所述抓持装置(4)包括：
抓持控制件(401)、张合控制件(402)、连接柱(403)及钩爪(404)；其中，所述连接柱(403)的上端与所述连接绳(3)的下端相连接；所述抓持控制件(401)活动套接于所述连接柱(403)的外部，所述钩爪(404)的上端活动连接于所述抓持控制件(401)的底部；所述张合控制件(402)的表面开设有与所述钩爪(404)相匹配的条形孔(405)，所述条形孔(405)的内部设有定位组件(5)；
且连接柱(403)的外部设有抓持控制件限位组件(6)。
2.根据权利要求1所述的一种模拟不规则落石撞击挡墙的实验装置，其特征在于：所述定位组件(5)包括：
定位块(501)以及与所述定位块(501)活动连接的旋钮(502)；其中，所述定位块(501)活动连接于所述条形孔(405)的内部，且张合控制件(402)的表面开设有与所述旋钮(502)相匹配的螺纹孔(503)。
3.根据权利要求2所述的一种模拟不规则落石撞击挡墙的实验装置，其特征在于：所述定位块(501)的表面开设有定位槽(504)，所述钩爪(404)活动连接于所述定位槽(504)的内部。
4.根据权利要求1所述的一种模拟不规则落石撞击挡墙的实验装置，其特征在于：所述抓持控制件限位组件(6)包括：锁紧螺母(601)，所述连接柱(403)的表面开设有与所述锁紧螺母(601)相匹配的螺纹部(602)，且所述锁紧螺母(601)位于所述抓持控制件(401)的底部。
5.根据权利要求1所述的一种模拟不规则落石撞击挡墙的实验装置，其特征在于：所述抓持控制件(401)的内部开设有孔洞(406)，所述孔洞(406)的内部转动安装有转轴(407)，所述钩爪(404)的上端固定连接于所述转轴(407)的底部。
6.根据权利要求1所述的一种模拟不规则落石撞击挡墙的实验装置，其特征在于：所述升降架(2)包括：
电动伸缩杆(201)以及连接于所述电动伸缩杆(201)输出端的横杆(202)；其中，所述连接绳(3)的上端连接于所述横杆(202)的中心处。
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