[发明专利]一种模拟泥石流运动的实验装置及其实验方法

权利要求书

1.一种模拟泥石流运动的实验装置，包括料箱、连接于料箱一端的水槽以及连接于所述水槽一端的堆积平板；所述料箱与所述水槽连接的一端设有人工手提控制式闸门；其特征在于：所述实验装置还包括匹配设置在所述水槽和堆积平板上方的超声波测距传感器、匹配设置在所述水槽和堆积平板底部的测力传感器模块以及匹配设置在所述水槽外侧的同步数据采集系统和高速摄像机；

所述水槽包括加速运动段水槽和减速堆积段水槽；所述料箱一端与所述加速运动段水槽一端连接为一体，所述料箱与加速运动段水槽的连接体置于预设好目标坡度的钢架上；所述加速运动段水槽的另一端通过转动轴与所述减速堆积段水槽一端连接，所述减速堆积段水槽的另一端与所述堆积平板一端连接；

所述人工手提控制式闸门可拆卸式密封插装于所述料箱与所述加速运动段水槽连接的一端；所述料箱与所述加速运动段水槽连接的一端还安装有电磁控制式闸门；所述电磁控制式闸门匹配位于所述人工手提控制式闸门的外侧；

所述测力传感器模块包括安装板、匹配安装在所述安装板上的三轴传感器测力圆板以及匹配安装于所述安装板下侧的三轴传感器和孔隙水压力传感器；

所述孔隙水压力传感器、三轴传感器和高速摄像机的数据连接线通过航空插头接在所述同步数据采集系统的采集通道上。

2.如权利要求1所述的模拟泥石流运动的实验装置，其特征在于：所述料箱与所述加速运动段水槽连接的一端内壁沿竖直方向粘接有两根有机玻璃条，两根所述有机玻璃条之间形成有闸门插装缝隙；

所述人工手提控制式闸门匹配插入两根所述有机玻璃条之间形成的闸门插装缝隙中；所述人工手提控制式闸门与所述闸门插装缝隙之间密封连接；

所述料箱与所述加速运动段水槽连接的一端底部固定有一块电磁铁，所述电磁铁的上表面与所述料箱的槽底上表面平齐。

3.如权利要求2所述的模拟泥石流运动的实验装置，其特征在于：所述电磁控制式闸门的外侧面安装有挂钩并通过所述挂钩连接有弹簧；所述弹簧一端挂在所述挂钩上，另一端固定在所述加速运动段水槽的顶部；

所述电磁控制式闸门的底部安装有一块与所述电磁铁匹配对应的铁块；所述电磁控制式闸门的底端内侧面粘接有防水胶条并通过所述防水胶条与所述料箱的底部之间实现密封连接。

4.如权利要求1所述的模拟泥石流运动的实验装置，其特征在于：所述孔隙水压力传感器一端安装有成L形的转换接头；所述转换接头的横向一端通过螺纹连接所述孔隙水压力传感器，竖向一端与所述安装板连接；同时，所述转换接头的竖向一端内部用环氧树脂粘接有一个圆形滤网；所述圆形滤网的网孔小于泥石流中固体颗粒物质的最小粒径。

5.如权利要求1所述的模拟泥石流运动的实验装置，其特征在于：所述安装板的中心设有圆板安装孔，四角位置下侧匹配连接有四根螺杆；所述安装板的底部周向边缘厚度是所述加速运动段水槽和减速堆积段水槽的槽底板厚度的一半；

所述三轴传感器测力圆板匹配安装于所述圆板安装孔内；所述三轴传感器测力圆板的周向与所述圆板安装孔之间留有间隙并在间隙处表面上涂有一层硅脂材料。

6.如权利要求5所述的模拟泥石流运动的实验装置，其特征在于：所述测力传感器模块还包括三轴传感器支架；所述三轴传感器支架位于所述安装板下侧，其包括底板和设于所述底板圆周上的四根连接臂；所述三轴传感器匹配安装于所述底板的上部；所述连接臂一端固定连接所述底板，另一端通过螺母与所述螺杆锁紧固定；通过调节所述螺母在所述螺杆上的位置，使所述三轴传感器测力圆板到达所述圆板安装孔内。