[发明专利]模拟泥石流起动的大变形十字板头剪切流变试验系统

权利要求书

1.一种模拟泥石流起动的大变形十字板头剪切流变试验系统，其特征 在于：包括物源槽，设置在物源槽上方对物源槽内物源喷水的降雨系统， 设置在物源槽内用于测量物源内部含水量、土压力和孔隙水压力的多物理 量监测系统，伸入物源槽内对物源搅拌的十字板头剪切流变仪，以及与所 述多物理量监测系统和十字板头剪切流变仪连接的数据采集与控制系统。

2.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于：所述物源槽的下部 设置有多个可启闭的排水孔，所述物源槽四周设置有角柱，所述角柱上设 置有用于支撑所述降雨系统的支撑梁。

3.根据权利要求2所述的试验系统，其特征在于：所述降雨系统包括 设置在所述支撑梁上的喷头，通过输水管与所述喷头连接的水箱，以及通 过总供水管与所述水箱连接为所述水箱供水并调控水压的水泵。

4.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于：所述十字板头剪切 流变仪包括设置在所述物源槽内的十字板头，与十字板头连接的连接杆， 通过连承轴与连接杆连接的力矩电机，所述力矩电机通过支撑架固定在设 置在所述物源槽外带底座的立柱上，所述力矩电机的前后两端分别设置有 扭矩传感器和光电编码器。

5.根据权利要求4所述的试验系统，其特征在于：所述十字板头的规 格设定为直径×高为20mm×40mm、30mm×60mm、40mm×80mm或50mm× 100mm。

6.根据权利要求5所述的试验系统，其特征在于：所述多物理量监测 系统包括多个用于测量物源含水量变化的含水量传感器，两个用于测量物 源孔隙水压力的水压力传感器，以及两个用于测量竖向土压力和水平土压 力的土压力传感器。

7.根据权利要求6所述的试验系统，其特征在于：所述多个含水量传 感器从上往下依次间隔相等距离设置在物源槽的物源内，最上端含水量传 感器距离物源表面一定距离，最下端含水量传感器设置在所述十字板头的 底部；所述两个水压力传感器分别设置在所述十字板头的顶部和底部附近； 所述两个土压力传感器分别设置在所述十字板头的顶部和底部附近。

8.根据权利要求7所述的试验系统，其特征在于：所述含水量传感器 之间的距离间隔为40-60mm，所述最上端含水量传感器距离物源表面的距 离为40-60mm；所述水压力传感器和土压力传感器距离所述十字板头的顶 部和底部的距离为10-15mm。

9.根据权利要求4所述的试验系统，其特征在于：所述数据采集与控 制系统分别与所述力矩电机、扭矩传感器和光电编码器连接，用于控制所 述力矩电机的扭矩输出、采集所述光电编码器测得的扭转变形和速率数据、 以及采集扭矩传感器在物源起动时点的抵抗力矩变化数值。

10.根据权利要求8所述的试验系统，其特征在于：所述数据采集与 控制系统分别与所述的含水量传感器、水压力传感器和土压力传感器连接， 用于采集所述含水量传感器、土压力传感器和水压力传感器测量到的物源 内部的含水量、以及土压力和孔隙水压力数据。