[实用新型]用于滚石释放、滚动、碰撞过程进行物理模拟的实验系统

说明书

本实用新型公开了一种用于滚石释放、滚动、碰撞过程进行物理模拟的实验系统，包括滚动模拟实验系统、释放模拟系统、碰撞模拟实验装置、摄影系统和角度定位尺；所述释放模拟系统设置在滚动模拟实验系统的滑槽上端，所述碰撞模拟实验装置设置在滚动模拟实验系统的滑槽下端；所述摄影系统设置在滚动模拟实验系统的滑槽下端的前方；所述角度定位尺设置在滚动模拟实验系统的滑槽上。本实用新型可以对危岩体不同失稳方式‑滚动‑碰撞全过程进行模拟实验，具有结构简单，操作方便，灵活性高，可调范围大，调节精度高，适用范围广，数据采集全面等优点，全过程模拟能更真实反应滚石运动特征及力学特征，能有效提高模型实验的可信度。

技术领域

本实用新型涉及工程建设技术领域，尤其涉及一种用于滚石释放、滚动、碰撞过程进行物理模拟的实验系统。

背景技术

滚石实验是研究边坡危岩体失稳后运动特征、力学特征和恢复系数的有效手段，有着其它方法不可比拟的优点。目前在实际实验中，主要分为野外现场实验及室内模型实验。野外现场实验通过在选定自然边坡上人工滚落岩石，记录岩石滚落过程中运动时间、速度、弹跳高度等参数进行研究。室内模型实验多模拟滚石释放后与材料板碰撞以研究冲击力，或是模拟滚石不同释放方式后在模拟坡面的运动特征。滚石运动是一种随机性极强的地质灾害，滚石的运动与冲击在自身材质、形状、大小、坡面材料、坡度等众多因素影响下会表现得截然不同。因此不管是野外实验还是室内实验大多采用正交实验法探究不同影响因子的权重。野外实验的不足之处在于：正交实验要求在多个影响因子的多种组合情况下进行实验，野外实验难以根据实验要求提供适合滚落实验坡面材料及坡度的边坡，灵活性较差；在一个实验场地的实验结果也难以应用于其他工程项目。室内模型实验不足之处在于：虽然在坡面材料及坡度变化方面避免了野外实验的因素不变性，但目前的实验装置在坡面材料铺设厚度及坡度调节过于随意，精确性不高，难以达到预期效果；此外实验过程多为失稳-滚动、失稳-碰撞型，缺乏滚石失稳-滚动-碰撞全过程实验系统，所述实用新型模拟实验系统不仅能模拟滚石失稳-滚动-碰撞运动全过程，同时也能拆分模拟失稳-滚动或失稳-碰撞过程分别来研究滚石的滚动恢复系数和碰撞恢复系数，功能性十分全面。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的缺陷，提供了一种用于滚石释放、滚动、碰撞过程进行物理模拟的实验系统，能有效的解决上述现有技术存在的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种用于滚石释放、滚动、碰撞过程进行物理模拟的实验系统，包括滚动模拟实验系统、释放模拟系统、碰撞模拟实验装置、摄影系统和角度定位尺；所述释放模拟系统设置在滚动模拟实验系统的滑槽上端，所述碰撞模拟实验装置设置在滚动模拟实验系统的滑槽下端；所述摄影系统设置在滚动模拟实验系统的滑槽下端的前方；所述角度定位尺设置在滚动模拟实验系统的滑槽上。

进一步地，所述滚动模拟实验系统包括滑槽、第一垫层、可拆卸钢架、可伸缩支架、扶梯、螺栓和操作平台，其中滑槽由第一铁板、防滑格网和结构钢管；

所述操作平台两侧连接用于人员上下的扶梯和用于滚石滑动实验的滑槽，在所述滑槽与操作平台连接处有用于转动的螺栓；

所述滑槽下部有可伸缩支架，根据滚石实验坡度要求进行角度调节；

所述滑槽中第一铁板下部采用3根结构钢管进行加固稳定，内部底层是用钢筋焊接的防滑格网，防滑格网上根据实验要求铺设不同实验材料的垫层；

所述滑槽、扶梯、操作平台均由可拆卸钢架进行搭建；

所述滑槽表面固定有角度定位尺，用于精确调节滑槽角度。

进一步地，所述释放模拟系统包括释放槽、转动把手、抽插门、第一角度定位尺、第一可伸缩杆、第一底座和拉线；

所述释放槽上部开口，其前面为一可在拉线拉扯下上下活动的抽插门，以控制滚石的释放；