[实用新型]地震触发水下滑坡灾害模拟试验平台

说明书

本实用新型公开了一种地震触发水下滑坡灾害模拟试验平台，由振动台、水槽、沉淀池组成，将振动台的振动台面与水槽连接为一个整体，在台面振动时水槽不会随之振动，只有振动台面上的滑坡体模型随之振动，继而引起破坏。因为水不传递剪切力，所以振动台大小只需要满足试验模型大小即可，节省场地和造价，更能避免水波折返对试验现象及试验结果的影响。而在振动台上放置水槽的试验方式，很难消除因为水槽壁振动而产生的水体扰动，扰动的水体会形成折返水波作用在滑坡体模型上，导致模型破坏。

技术领域

本实用新型涉及海洋地质工程领域，具体涉及一种地震触发水下滑坡形成与运动过程模拟试验平台。

背景技术

海底滑坡是一种破坏力极强的海洋地质灾害，具有滑动速度快、滑行距离远、破坏性强的特点。地震是最主要的触发因素之一，而我国海域处于强烈地震带，在我国海洋油气资源加速开发的背景下，对地震触发海底滑坡的研究已成为国家海洋工程安全领域的重大战略需求。为保证海洋工程的顺利进展及生命财产安全，研究并预防地震触发的海底滑坡是一个重要的课题。课题的进展需要进行物理模型试验，从定性和定量的角度研究地震触发海底滑坡的成因机制和运移规律，因此需要一种地震触发水下滑坡灾害模拟试验平台。

关于海底滑坡的研究包括声学设备探测、物理模型试验和数值模拟试验。目前，由于环境条件和技术条件的限制，人们还很难直接观察到海底斜坡的破坏过程，同时，数值模拟试验由于实测资料有限和边界条件难以确定，使得模拟结果的可靠性还有待提高，因此，物理模型试验仍是研究海底滑坡的主要手段。国内外学者做了大量研究工作，探索并提出很多有益的方法与结论，如早期Mohrig等采用可调角度的玻璃壁水槽，并分别设置了软、硬两种底面材料模拟碎屑流的流动。Laval等将低密度的砂土进行了类似的水槽试验。Marr等专门分析了粘土与水的含量对泥浆流动特性的影响。Elverhoi等借鉴前人的水槽试验方法，分别对高(25％)、中(15％)、低(5％)三个不同等级粘土含量的泥浆模拟结果进行了对比。Vendeville等采用高孔隙度砂、粘土以及粘性硅聚合物模拟滑坡土层，分析孔隙压力与斜坡角度对海底滑坡的触发条件。Ilstad等在前人试验方案的基础上得到了与实际一致的碎屑流前部“拆离现象”。Zakeri等采用水槽试验模拟了海底滑坡产生的碎屑流对海底管道的冲击影响。张春生等通过试验分析了浊流流体运动过程。杨林青采用大型鼓式离心机研究了滑速与含水量关系。综上所述，对于物理模型试验，鼓式离心机是最为理想的试验仪器，但目前试验仪器昂贵，试验过程耗资巨大，国内仅有一台，且震动破坏难以实现；对于其他的物理模型试验，学者们大多采用向静水环境倾倒泥浆来模拟滑坡滑动，属于二维模型模拟，且不能模拟海底滑坡的形成过程。因此需要组建一种地震作用下海底滑坡模拟试验平台，用来研究地震触发海底滑坡的成因机制和运移规律。

发明内容

本实用新型的目的是克服以往技术的不足，提供一种地震触发水下滑坡灾害的模拟试验平台，解决现阶段试验平台操作复杂、体积庞大、结果与实际相差较大的难题，使得试验现象更直观，试验数据更准确。

本实用新型由振动台、水槽、沉淀池组成，振动台的动力设备包括油泵站和蓄能组。油泵站和蓄能组通过油管和管线与水平向作动器和竖直向作动器连接；水平向作动器和竖直向作动器，竖直向作动器安装在基座上，基座位于土坑内，振动台的振动台面穿过水槽的水槽底，水槽底的上平面与振动台面的上平面平齐，水槽底与振动台面的接触处以橡胶连接材料和止水条带密封，保证振动台在振动时连接处不透水；水槽中竖立有水位标；沉淀池位于水槽的侧面；水槽的内侧壁覆设消波材料，水槽具有水槽底进/排水口和水槽壁进/排水口，水槽底进/排水口通过排水通道和排/进水管与沉淀池连通。

所述的消波材料为单层或多层交错布置。

水槽的底部设有一个进/排水口，水槽的侧壁下方再设置一个进/排水口，水从底部注入，而不是从水槽上方倾倒，水槽的材料根据观测需要选择有机玻璃或其它材料，水槽中设置水位标，水槽四周安置消波材料。沉淀池设置于进/排水口下方，用于储存水源，回收砂、水再次利用，防止污染环境。