[发明专利]一种流态化滑坡流体拖曳效应的模型试验方法

说明书

一种流态化滑坡流体拖曳效应的模型,包括滑体模型和进行试验的组合滑坡，所述组合滑坡包括支架、滑槽支架和设置于支架和滑槽支架之间的滑槽，所述的支架顶端设有电动葫芦，所述电动葫芦的下方位置固定有缆绳，所述缆绳沿着支架向下延伸，末端连接有料斗，所述料斗水平设置于滑槽的尾端位置，所述滑槽出口外侧设有用于记录各组试验下滑堆积后的运动距离和运动速度变化的底板，所述底板前部设置有用于采集滑坡运动堆积变化数据的正视高速摄像机；该模型试验方法可以研究流态化滑坡运动时不同流体对滑体物质的拖曳效应的流态化滑坡流体拖曳效应。

技术领域

本发明涉及一种滑坡流体模型试验方法，尤其是一种流态化滑坡流体拖曳效应的模型试验方法。

背景技术

高速远程滑坡通常具有运动速度快、运动距离远和破坏力大的特征，尤其是具有流态化特征的滑坡，难以预测防范，往往能造成人员和经济的巨大损失，人类难以捕捉到在现实中真实流态化滑坡的运动状态特征，难以对其观察研究，因此流态化动力分析一直是高速远程滑坡研究中的难点问题，数值反演模拟和物理模型试验是研究该类型滑坡的主要应用手段，但是流态化滑坡一般为多相流，其中包括有流体介质、固体介质和气体介质等，其中各种介质之间会发生相互作用，在二相流(流固)滑坡的运动过程中流体具有更强的运动特性，往往会对其他固体介质产生一种拖曳作用，这样会导致滑坡运动力更强，运动距离更远，影响范围更广，目前对于流态化滑坡的研究主要采用数值反演模拟的方法，但是数值模拟方法模拟滑坡运动仅仅是将滑体视为一相流进行研究，对于多相流的研究很难反映出多种介质之间的相互作用方式与作用力，很难考虑到流态化滑坡的水平拖曳作用，因此有必要提出一种物理模型试验方法，研究滑坡运动过程中的流体对固体的拖曳效应，为滑坡运动机理分析提供技术支持，更为该类型滑坡的预测防治提供科学依据。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种可以研究流态化滑坡运动时不同流体对滑体物质的拖曳效应的流态化滑坡流体拖曳效应的模型试验方法。

一种流态化滑坡流体拖曳效应的模型,包括滑体模型和用于进行试验的组合滑坡，所述组合滑坡包括支架、滑槽支架和设置于支架和滑槽支架之间的滑槽，所述的支架顶端设有电动葫芦，所述电动葫芦的挂钩上挂有缆绳，所述缆绳沿着支架向下延伸，末端连接有料斗，所述料斗水平设置于滑槽的尾端位置，所述滑槽出口外侧设有用于记录各组试验下滑堆积后的运动距离和运动速度变化的底板，所述底板前部设置有用于采集滑坡运动堆积变化数据的正视高速摄像机，所述正视高速摄像机后面设有用于采集滑坡滑后堆积状态的三维激光扫描仪，所述滑槽包括滑槽侧板和滑槽底板，所述滑槽侧板的中间位置设有用于观测滑坡的微观特征的滑槽高速摄像机，所述滑槽上方设置有可以高速高清记录碎石颗粒的运动变化特性的俯视摄像机，所述滑槽的侧面上方位置设有可以高速高清记录碎石颗粒的运动变化特性的侧视高速摄像机。

作为优选，所述的料斗前部设有档板，所述档板为液压开关式挡板，所述料斗四周接缝处涂抹凡士林和打注玻璃胶的一种，所述料斗的尺寸大小为50cm×50cm×50cm，已避免料斗漏水。

作为优选，所述的滑槽侧板为标注有尺寸网格线条的透明侧板，所述的侧板高50cm。

作为优选，所述滑槽的尺寸为长300cm，宽50cm，所述的滑槽底板为不锈钢板。

作为优选，所述的底板为已经按尺寸划分好网格的浅色底板。

作为优选，所述的滑体模型由粒径为20～30cm的碎石子200kg、红色喷漆、蓝色喷漆、银色喷漆、水和泥浆制成的三种滑体材料。

本发明还要解决的另一技术问题为提供一种流态化滑坡流体拖曳效应的模型的试验方法，具体包括以下步骤：

1)选取滑体模型材料：按重量选取将粒径为20～30cm的碎石子200kg、红色喷漆、蓝色喷漆、银色喷漆、水和泥浆，备用；