[发明专利]泥石流级联堵溃放大效应模拟试验装置及其方法

说明书

本发明公开了一种泥石流级联堵溃放大效应模拟试验装置及其方法，支架系统起到整个装置支撑受力与安装调整的作用；泥石流浆料输送系统为软管将物料箱及废料池连接，通过涡轮泵将废料池中的泥料输送到物料箱，物料箱中的物料通过输送管道中的浆料定速输送器冲入运移沟槽；多级堵溃控制系统为多个翻盖档板，通过电磁开关及电动卷线机控制翻盖档板的开合，用来模拟泥石流逐级溃决；监测系统为水平沟槽侧壁上设置刻度尺，泥石流流速监测装置及泥石流撞击力监测装置并排串联于水平沟槽顶端的连接杆上，可以实时采集溃坝过程中泥石流速度、撞击力及泥位。本发明装置安装简便，测量数据准确且全面，设置回收装置，可反复利用、安全环保。

技术领域

本发明涉及泥石流堵溃效应及防治研究的试验技术领域，具体涉及一种泥石流级联堵溃放大效应模拟试验装置及其方法。

背景技术

泥石流灾害具有爆发突然、运动速度快、冲击力大等特点，在我国这种特殊的灾害时有发生，对人民生命财产安全造成严重威胁。泥石流运动过程中，往往携带大量碎屑物，因其粘度较高，在沟道卡口处、主支沟交汇处、主沟变窄处、树干堵塞点以及大石块堵塞处很容易形成堵溃。在暴雨作用下，堵塞淤积的泥石流堆积体将作为新的泥石流物源产生溃坝型泥石流灾害，可显著增大沟口及沿途的泥石流流量及侵蚀强度。泥石流堵溃后，不仅会对堵塞处上游造成淹没灾害，还将对下游的建筑设施及人民生命财产造成不可估量的损失。此外泥石流冲出沟口容易堵河形成堰塞坝，而且在沟道流域内形成的滑坡、崩塌直接堆积于沟道，也会在沟道形成部分堵塞或完全堵塞，因此流域内的堵溃点通常不止一处，这样多点级联堵溃的放大效应使泥石流危害进一步提高，因此研究泥石流级联堵溃后形成的放大效应为泥石流减灾、抢险工作提供科学依据已是刻不容缓的工作。

由于在泥石流的相关试验研究中，野外试验周期长、实施较困难且不易观测。而室内试验周期短、使用方便、可重复、是研究泥石流启动过程及运动规律的有效手段。所以针对泥石流级联堵溃放大效应的模拟试验研究就显得尤为重要，但目前，现有的试验装置仍存在以下不足：

其一，现有泥石流堵溃放大效应的试验装置往往只模拟具有一个堆积坝的堵溃现象，而众多大型泥石流沟道往往发育滑塌、坍塌，易形成多级堆积坝，与现场相比误差较大，未能有效还原实地级联堵溃放大效应。

其二，现有泥石流堵溃放大效应的试验装置用泥沙堆料模拟坝体，需要人工操作，占用试验人员的大量时间，且易于出现人为误差，试验重复性差，不利于试验便利快捷的进行。

其三，现有泥石流堵溃放大效应的试验装置对于泥石流溃决产生的冲击力很难被实时采集记录。

其四，现有泥石流堵溃放大效应的试验装置很少能调节水槽的坡度。

发明内容

本发明提供了一种泥石流级联堵溃放大效应模拟试验装置及其方法，通过堵溃模拟试验对泥石流级联堵溃放大效应进行针对性研究。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种泥石流级联堵溃放大效应模拟试验装置，包括支架系统；泥石流浆料输送系统；多级堵溃控制系统；监测系统。

支架系统包括：可伸缩支架、定向脚轮、伸缩管、伸缩杆、横向辅助支架、运移沟槽、转动轴、刚性支撑板。

泥石流浆料输送系统主要包括：物料箱、输送管道、浆料定速输送器、扇板、轴承、中心轴、电机、机座、螺栓、联轴器、废料池、软管、涡轮泵。

多级堵溃控制系统主要包括：多个翻盖档板、泄水孔、轴承、中心轴、电磁开关、方钢、铁片、电磁铁片、圆环、拉环锁扣、导线、电动卷线机、钢丝绳。

监测系统位于运移沟槽的末端，主要包括：连杆、泥石流流速监测装置、同速转叶、导线套筒、弹簧、电阻刷、电极探针、连接座、转轴、泥石流撞击力监测装置、均匀电阻丝、保护罩、撞击板、轴承管、圆柱形刚性杆、伸缩弹簧、长条形刚性杆、扭力弹簧、刻度尺、高清摄像仪、PC端、导线。