[发明专利]一种泥石流模拟试验装置及试验方法

说明书

技术领域

本发明属于泥石流模拟试验领域，具体涉及一种泥石流模拟试验装置。

背景技术

众所周知，目前现有的泥石流实验系统和设备归类为两种：一种是倾斜式溜槽的形式，其缺点是：试验观察时间极短，不能连续进行实验，实验过程中所需要的泥石流固体料和水需要搬运到一定的高度，工作量大，试验耗费时间长。另一种是环形水槽式的，此种方法虽然可以实现试验的连续观察，但是由于所用的大部分环形设备旋转时会产生较大的离心力，而且大部分用有机玻璃采用回转加速器，因此不能够模拟泥石流的流动轨迹，使得最后的试验数据失真，甚至导致试验失败。

现有泥石流模拟实验系统中的斜溜槽的路径和泥石流实际路径存在一定的差异性，存在各个流动阶段的溜槽斜率不可调，且溜槽内的摩擦力不可控以及忽略了泥石流的启动机理，不可进行连续实验的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种泥石流模拟试验装置，以解决现有泥石流模拟实验设备存在的不可进行连续实验的问题。

本发明的另一个目的是提供一种泥石流模拟试验方法。

本发明技术方案如下：一种泥石流模拟试验装置，包括料桶、流道、升降系统、搅拌系统，料桶顶部装有搅拌系统；它还包括控制面板、液压系统、侧面挡板，料桶内壁中部设有涡轮泵，液压系统包括液压油缸和液压千斤顶组；流道由斜溜槽、半圆弧槽和水平溜槽连接而成，斜溜槽的一端通过伸缩管与涡轮泵相连，斜溜槽的另一端部通过第一橡胶管和半圆溜槽连接，水平溜槽的一端固定在料桶的底部，水平溜槽另一端通过第二橡胶管与半圆溜槽连接；斜溜槽的下方由液压千斤顶组支撑，伸缩管底部由液压油缸支撑。半圆溜槽可对泥石流转向进行实验模拟，有效避免了离心力对实验所产生的影响。

作为本发明的进一步改进，所述伸缩管与液压油缸之间设有U型槽。

作为本发明的进一步改进，所述液压千斤顶组中的每一个液压千斤顶和斜溜槽的底板之间均设有调坡螺杆，调坡螺杆的一端与斜溜槽的底板活动连接，调坡螺杆的另一端通过铰链与液压千斤顶的顶部连接。

作为本发明的进一步改进，所述半圆溜槽底部设有支撑台，半圆溜槽与水平溜槽处于同一水平面上。

作为本发明的进一步改进，所述斜溜槽两侧设有侧面挡板，侧面挡板由有机玻璃制成。

作为本发明的进一步改进，它还包括密封系统，所述密封系统包括质地毯、盾尾密封刷，斜溜槽的底板上设有质地毯，可以模拟在不同的摩擦系数下泥石流的路径，侧面挡板与斜溜槽的底板之间设有盾尾密封刷。

作为本发明的进一步改进，所述斜溜槽与第一橡胶管之间设有拦挡箱体，拦挡箱体顶部设有上翻盖板和下翻盖板。

作为本发明的进一步改进，所述水平溜槽上设有拦挡箱体，拦挡箱体顶部设有上翻盖板和下翻盖板。

上述泥石流模拟试验装置进行试验的方法，包括如下步骤：

A、在料桶中加入泥石流混合物，操作控制面板，启动搅拌系统;

B、启动涡轮泵，将已经搅拌均匀的泥石流混合物输送到指定高度并完成模拟泥石流的启动状态，控制在单位时间内所输送的泥石流量；并进行实验数据和图样采集；

其中，模拟斜溜槽高度调节状态时，转动双头螺栓实现斜溜槽的方向变化，用于模拟不同高度和地形下泥石流流动方式；即改变液压千斤顶组的高度和调坡螺杆的长度实现对斜溜槽的坡度调节，

另外，模拟斜溜槽处于水平面状态时，改变液压千斤顶组的高度和调坡螺杆的长度使斜溜槽处于水平位置，研究泥石流在重力作用下的自然流动状态;

D、实验过程中的泥石流混合物通过水平溜槽不断进入料桶以被循环使用。

优选的，它还包括拦挡步骤：流道上设有拦挡箱体，拦挡箱体顶部设有上翻盖板和下翻盖板；当不需要研究泥石流的冲击力和信息采集的时候，连接盖和连接盖都处于水平位置，泥石流从其上面流过；需要进行拦挡实验时，打开连接盖和连接盖，实现对泥石流的拦截，模拟泥石流流动过程中的冲击力，从中观察和提取实验数据以及图样的采集。本发明尤其是在试验过程中泥石流流速的形成和溜槽轨迹的模拟，以及利用拦挡箱体进行冲击力数据和图样的采集。通过涡轮泵研究泥石流的启动机理，通过调坡螺杆和液压千斤顶实现每个部位斜溜槽坡度和圆弧溜槽实现持续循环实验。