一种滑坡涌浪模拟实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及地质灾害及水利实验设备领域，尤其涉及一种滑坡涌浪模拟实验装置。
【背景技术】
[0002]我国西部地区山脉众多，且水系发达，山体间沟壑中往往密布着河流，当山体失稳发生滑坡的同时，也常常伴随着滑坡体以很高的速度冲入河流，强大的冲击力致使原本顺着河道流动的河水跃出，产生涌浪，破坏航运河道、上下游流域的民宅、工程设施，危害山区周围民众的生命财产。这类灾害事例已屡见不鲜了，例如:1963年意大利Vajont滑坡冲击水库造成涌浪，1982年四川省云阳县城东鸡扒子滑坡涌浪事件，1985年新滩滑坡冲击长江河道产生的涌浪灾害，2003年千将坪滑坡冲击长江支流青干河造成涌浪，以及2008年发生在三峡库区的龚家方崩滑体冲击长江干流产生涌浪灾害的事件。滑坡涌浪破坏能力强，治理难度大，因此有必要对滑坡涌浪灾害进行研究。
[0003]目前对于滑坡涌浪灾害的研究，主要包括理论分析、经验公式、数值模拟、模型实验等。由于理论分析、经验公式及数值模拟或多或少都基于一定的假设，而模型实验由于其模拟过程接近真实，成为较常采用的方法。目前针对滑坡涌浪的模型实验，主要有以下几点不足:(I)滑坡模型坡度、坡高单一，无法进行变化调整；(2)不同的入水方向对涌浪浪高及传播有影响，而现有模型实验装置无法调整滑落体前缘的入水方向；(3)2008年以来全球进入地震高发期，地震发生的同时往往伴随着滑坡涌浪的发生，而目前的模型实验无法考虑地震特性，对地震诱发的滑坡涌浪研究较为缺失。
【发明内容】
[0004]针对解决上述问题，本发明的目的是提供一种滑坡涌浪模拟实验装置，可以有效地解决以往同类实验装置斜坡坡度单一且不能调整变化的问题，此实验装置不仅能够改变斜坡坡度、斜坡坡高，而且也可以通过调整辅坡以控制滑落体脱离坡体时的入水方向。另夕卜，该实验装置可以联合振动台考虑滑坡涌浪的地震效应，解决以往实验无法考虑地震荷载的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下:
[0006]主要由实验箱100和可改变坡度的组合斜坡200构成；实验箱100由前部的敞口有机玻璃容器101与后部承重钢架102组成；钢板垫层3置于承重钢架102上，其上固定有支座
6、斜坡驱动器的固定座9;竖向固定架11固定于在承重钢架102上部的钢板垫层3上;组合斜坡200由主坡201和辅坡202通过合页连接器5相互连接组成，主坡201通过其前缘下部的方形耳孔7与支座6螺栓固联，主坡201后缘亦通过其上的长度缓冲槽12与竖向固定架11连接，竖向固定架11上置有可随处固定螺栓的槽孔。
[0007]所述组合斜坡由主坡和辅坡通过合页连接而成，主坡、辅坡可以旋转到一定角度后固定，组合成折线坡。
[0008]进一步，所述钢板垫层是焊接在承重钢架上部的，支座、斜坡驱动器固定座、竖向固定架分别焊接在钢板垫层的前、中、后部，斜坡驱动器则嵌入到固定座内，均将用于调整及固定斜坡。
[0009]进一步，所述斜坡驱动器为一般液压千斤顶。
[0010]进一步，所述斜坡驱动器可以用于改变斜坡坡度及斜坡坡高。
[0011 ]进一步，所述实验装置底部设有螺栓孔，可以固定在振动台上。
[0012]进一步，所述实验装置，尤其是敞口有机玻璃容器边框位置、斜坡坡身、钢板垫层及竖向固定架上均贴有刻度尺，方便记录及观察。
[0013]本发明的有益效果是:1.与以往同类型实验相比，斜坡坡度、斜坡坡高可以通过斜坡驱动设备改变。2.斜坡设置有辅坡，辅坡长度要明显短于主坡，但辅坡亦可旋转且固定，能够有效的控制斜坡上部滑落体的冲入水箱时的方向及角度。3.整个实验装置，尤其是敞口有机玻璃容器边框位置、斜坡坡身、钢板垫层及竖向固定架上均贴有刻度尺，敞口玻璃容器是透明的，在实验过程中用摄像机记录过程，方便实验结果处理。4.实验箱底部跃出主体部位的角钢构件上设有四个螺栓孔，可以安装到振动台上，通过此方法可以考虑地震荷载对于滑坡涌浪灾害的影响。5.整个实验装置简洁，可操作性强，具有很好的推广前景。
【附图说明】
[0014]本说明书包括如下附图:
[0015]图1是本发明的纵向中心线剖面结构示意图。
[0016]图2是本发明使用时斜坡旋转角度示意图。
[0017]图3是本发明组合斜坡的构造俯视图。
[0018]图4是主坡构造的示意图。
[0019]图5是辅坡构造的示意图。
[°02°]图6是连接槽板的示意图。
[0021]图中，100实验箱(101敞口透明有机玻璃容器，102承重钢架)，200组合斜坡(201主坡，202辅坡)，3钢板垫层，4耳孔，5合页连接器，6支座，7方形耳孔，8连接槽板，9斜坡驱动器固定座，1斜坡驱动器，11竖向固定架，12长度缓冲槽。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0023]结合如图1-图6可看到，本发明是一种滑坡涌浪模拟实验装置，包括实验箱100、斜坡200、钢板垫层3、斜坡起重驱动器10、支座6、竖向固定架11。实验箱包括两部分，前部是由有机玻璃、角钢以及扁钢焊接而成的敞口有机玻璃容器101，其上部不封口，内部装水，后部是由角钢焊接而成的承重钢架102，其上部焊接钢板垫层3，各部件通过焊接结合为一个整体。钢板垫层3上前中后分别焊接有支座6、起重驱动器的固定座9、中部开有滑槽的竖向固定架11。组合斜坡由主坡201、辅坡202两部分组成，主坡201、辅坡202通过合页连接器5相互连接为整体，主坡前缘下部、辅坡中段上部分别焊接有方形耳孔7、耳孔4，主坡后缘段焊接有长度缓冲槽12，主坡通过焊接在其上的方形耳孔7、长度缓冲槽12分别与固定在钢板垫层3上的支座6、竖向固定架11连接在一起，以此来固定斜坡。另外，辅坡后端已通过焊接合页连接器5与主坡连接，辅坡中段上部耳孔4与连接槽板8、主坡前缘下部方形耳孔7通过螺栓连接以使辅坡位置固定。实验箱下部的焊接角钢开有四个螺栓孔，整个装置可以固定在振动台上，且整个实验设备各边均贴有刻度尺。
[0024]如图1、图2所示，所述实验箱100为组合件，实验箱100前部为敞口有机玻璃容器101，其顶端不封顶，内部装水，后部为承重钢架102 ο敞口有机玻璃容器101由有机玻璃、角钢及扁钢焊接构成;外部四周先由角钢焊接形成主体框架，再在长边侧焊接扁钢，形成整体钢架，内部添置有机玻璃板，有机玻璃板通过销钉与钢架严密贴紧结合，但玻璃容器上部不添置玻璃板，也即上部是开口的，玻璃容器内部所有缝隙均通过玻璃胶密封。承重钢架102亦由角钢焊接构成。敞口玻璃容器101及承重钢架102紧密焊接结合，组成实验箱100。
[0025]所述钢板垫层3由一般钢板制成，焊接于实验箱100后部的承重钢架102上面，钢板垫层3上部前、中、后部位置分别焊接有支座6、斜坡驱动器固定座9、竖向固定架11。支座6由两根钢筋分别焊接螺母构成，支座6整体呈三角形状。斜坡起重驱动器固定座9为圆环，斜坡驱动器10恰好可以嵌入固定座内固定。竖向固定架11沿其长度方向在中部开有开口槽。
[0026]所述斜坡200由主坡201、辅坡202通过焊接在其下部的合页连接构成，主坡201及辅坡202均由钢板制成。焊接合页的作用是使得斜坡的两个组成部分可以自由旋转。
[0027]长度缓冲槽12为一开槽角钢，耳孔4、连接槽板8、长度缓冲槽12均由角钢制成，竖向固定架11由一般扁钢制成。方形耳孔7、长度缓冲槽11均由一般角钢构成，一边分别开有螺栓孔、一定长度的槽，另一边则焊接在使用处。连接槽板8由一般扁钢制成，扁钢沿其长度方向约中轴线位置开有一定长度的槽。
[0028]所述斜坡2的主坡201前缘、后缘下部分别焊接有方形耳孔7及长度缓冲槽12，使用时，方形耳孔7经由螺栓与支座6紧密连接，长度缓冲槽12经由螺栓与竖向固定架11紧密相接。斜坡2的辅坡202段上部焊接有耳孔4。连接槽板8前端经由螺栓连接在辅坡202上部的耳孔4处，另一端通过螺栓与主坡201前端的方形耳孔7连接，由此，可将辅坡202固定。
[0029]所述实验装置，尤其是在敞口有机玻璃容器101边框位置、斜坡200坡身、钢板垫层3及竖向固定架11上均贴有刻度尺，可通过分析记录得到的录像来补充实验数据。
[0030]在具体使用中，先将各部件按照图1所示方式进行组装，主坡先通过前部方形耳孔与设置在钢板垫层前部的支座间利用螺栓拧紧，然后利用斜坡驱动设备将斜坡抬升至实验坡度，然后拧紧穿过主坡后缘的长度缓冲槽及竖向固定架的螺栓，固定住主坡，采用相同的办法将辅坡也调整至实验坡度，打开记录摄像机，将滑落体滑落，即可进行实验。当研究地震诱发的滑坡涌浪使，只需将整个实验装置安装至振动台上，重复上述操作，并输入地震荷载，便可记录地震对于滑坡涌浪的影响。
【主权项】
1.一种滑坡涌浪模拟实验装置，其特征在于，主要由实验箱(100)和可改变坡度的组合斜坡(200)构成；实验箱(100)由前部的敞口有机玻璃容器(101)与后部承重钢架(102)组成;钢板垫层(3)置于承重钢架(102)上，其上固定有支座(6)、斜坡驱动器的固定座(9);竖向固定架(11)固定于在承重钢架(102)上部的钢板垫层(3)上;组合斜坡(200)由主坡(201)和辅坡(202)通过合页连接器(5)相互连接组成，主坡(201)通过前缘下部的方形耳孔(7)与支座(6)螺栓固联，主坡(201)后缘亦通过其上的长度缓冲槽(12)与竖向固定架(11)连接，竖向固定架(11)上置有可随处固定螺栓的槽孔。2.根据权利要求1所述的滑坡涌浪模拟实验装置，其特征在于，所述实验箱(100)为组合件，实验箱(100)前部为敞口有机玻璃容器(101)，其顶端不封顶，内部装水，后部为承重钢架(102)，钢架上部焊接有承重钢板(3)，作为上部斜坡结构的承重台。3.根据权利要求1所述的滑坡涌浪模拟实验装置，其特征在于，所述辅坡(202)上置有耳孔(4)，连接槽板(8)的两端通过螺栓分别与耳孔(4)和支座(6)固联。4.根据权利要求1所述的滑坡涌浪模拟实验装置，其特征在于，所述斜坡驱动器(10)为一般液压千斤顶，使用时将斜坡驱动器(10)嵌入固定座(9)中。
【专利摘要】本发明提供了一种滑坡涌浪模拟实验装置，包括实验箱、斜坡、钢板垫层、支座、斜坡驱动器、竖向固定架。实验箱由前部的敞口有机玻璃容器与后部承重钢架连接组成。支座、斜坡驱动器、固定架固定在承重钢架上部的钢板垫层上。斜坡由主坡、辅坡通过合页连接器相互连接组成，主坡通过安置在其下部的方形耳孔、长度缓冲槽分别与钢板垫层上的支座、竖向固定架连接在一起，辅坡通过合页、耳孔、支座、连接槽板等与主坡连接并固定，装置下部设有螺栓孔，以便固定。该实验装置能够改变斜坡坡度，并能控制滑落体入水的速度方向，并且可以联合振动台考虑滑坡涌浪的地震效应，实验全程中配备有摄像机及照相机记录，以便实验后数据整理。
【IPC分类】G09B23/40
【公开号】CN105528950
【申请号】CN201610023997
【发明人】张迎宾, 陈岩岩, 张珏, 黄小福, 唐云波, 王金梅, 余鹏程, 肖莉
【申请人】西南交通大学
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2016年1月14日