[实用新型]矿山排土场滑坡型泥石流模拟试验系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于矿山排土场工程领域中的模拟试验装置，具体涉及一种矿山排土场滑坡型泥石流模拟试验系统。

背景技术

矿山排土场是采矿和矿山建设中弃土、石、渣等松散介质的堆积物，排土场滑坡与泥石流是一种常见的地质灾害，排土场在排弃废石土荷载的作用下产生剧烈变形和破坏,遇强降雨可能诱发泥石流，含大量泥沙石块、砂石含水量15～80%的泥石流体在重力作用下沿陡坡和沟谷快速流动，形成一股能量巨大的特殊洪流，可在很短时间内排泄几十万到几百万立方米的物料，对于道路、桥梁、房屋、农田等造成严重灾害，且具有人为性、频发性、一次灾情严重等特点，已成为矿山防灾减灾的热点问题之一。

当前，对于矿山排土场泥石流形成规律研究，主要还基于突变论的泥石流机理分析，通过建立势函数对矿山排土场泥石流形成、启动、停淤和固结机理进行分析研究，进而制定工程防治措施。但到目前为止，尚没有实验室型的模拟矿山排土场泥石流形成的试验装置

中国专利申请201320337971.6公布了一种降雨诱发泥石流的可视化离心机模型试验装置，包括离心环境下降雨诱发泥石流研究的远程可调控人工均匀降雨系统和可视化动态测量系统。该系统通过在主控室安装远程压力调节和远程降雨控制系统，在离心机模型槽顶部固定均匀雾化降雨器和储水槽，构成远程可调控人工均匀降雨系统；通过在离心机模型槽顶部安装观测照明、内部安装立体观测数码设备和远程数据采集，构成可视化动态测量系统。该模型试验装置是一种接近实际应力场下研究降雨诱发泥石流宏细观机理的试验工具，可以较好地模拟降雨诱发泥石流启动过程和非恒定泥石流的运动过程，但该装置是针对天然土层的泥石流，未对矿山排土场泥石流启动、运动和堆积过程进行研究。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供了一种用于专门研究矿山排土场滑坡型泥石流启动、运动和堆积过程的矿山排土场滑坡型泥石流模拟试验系统，能够模拟不同级配矿山排土场、不同降雨量以及不同坡度下矿山排土场滑坡型泥石流的启动、运动和堆积过程，为矿山排土场滑坡型泥石流的预测和防治提供较为准确的试验数据。

为实现本实用新型的上述目的，本实用新型矿山排土场滑坡型泥石流模拟试验系统采用以下技术方案实现：

本实用新型矿山排土场滑坡型泥石流模拟试验系统是由包括降雨模拟装置、模型槽体、数据采集和处理装置、框型支架组合构成。所述模型槽体是由有机玻璃板组成且坡度可调的上段模型槽、下段模型槽连接构成，上段模型槽底板、下段模型槽底板通过合页连接，上段模型槽侧板、下段模型槽侧板之间由可伸缩柔性橡胶带连接；上段模型槽安装在框型支架上，下段模型槽安装在支撑柱上，下段模型槽的下部位于废料收集池上。

所述的数据采集和处理装置由数码照相装置、量测设备构成，所述的量测设备包括用以模拟矿山排土场内土压力和孔隙水压力测定的土压力盒、孔隙水压力计和数据采集仪、数据终端连接而成，土压力盒、孔隙水压力计位于上段模型槽内的模型土样中；所述的数码照相装置位于上段模型槽之上并安装在框型支架上。

所述的框型支架由型钢支架、型钢加固撑采用焊接的方式连接为一整体。在型钢支架上设有多个销钉孔，在支撑柱上也设有多个销钉孔，上段模型槽侧板通过销钉安装在型钢支架的销钉孔上，下段模型槽侧板通过销钉安装在支撑柱的销钉孔上，所述的上段模型槽与水平方向沿着合页向上调整的角度为0~25°，所述的下段模型槽与水平方向沿着合页向下调整的角度为0~40°，通过改变销钉的安装高度来模拟矿山排土场坡度的调整。

所述的降雨模拟装置是由储水槽、软管或钢管、喷头顺序连接构成，在软管或钢管上安装有阀门、流量计，通过调节阀门改变喷头的出水量；所述的喷头位于上段模型槽内的模型土样之上。

本实用新型矿山排土场滑坡型泥石流模拟试验系统的优点是：能够在室内再现矿山排土场滑坡型泥石流启动、运动和堆积全过程。通过改变颗粒级配，可以模拟不同的矿山排土场。通过调整上段和下段模型槽的倾斜角度，可以模拟现场排土场不同的坡度。通过改变喷头的喷水量，可以实现不同的模拟降雨强度。通过对埋置于模拟土样中的土压力盒和孔隙水压力计进行实时量测，可以掌握矿山排土场滑坡型泥石流的启动机理；通过数码照相装置对泥石流运动过程进行拍摄，可以了解矿山排土场滑坡型泥石流的运动和堆积特性。

附图说明

图1为本实用新型矿山排土场滑坡型泥石流模拟试验系统结构主视简图；

图2为本实用新型矿山排土场滑坡型泥石流模拟试验系统结构俯视简图； 

图3为图1的A-A剖面图；