一种泥沙水槽试验海滩剖面模拟装置的制作方法

本实用新型涉及一种泥沙水槽试验海滩剖面模拟装置，可以在泥沙水槽实验中模拟多种坡度的海滩剖面。

背景技术：

泥沙水槽实验指在实验室人工水槽内布置泥沙，在波浪和水流的作用下研究有泥沙影响的水沙运动趋势的实验。在模拟近岸区域时，随着水深的减小需要堆积的泥沙体积不断增加，而实际参与到试验中的泥沙量远小于堆积出海滩剖面轮廓所需的泥沙量，如果全部使用模型沙则处于水槽底部的泥沙没有参与试验，造成浪费。

技术实现要素：

为了防止过多的模型沙不能参与实验造成的浪费，本实用新型提供一种泥沙水槽试验海滩剖面模拟装置，将部分不需要研究的海滩剖面区域用硬体结构代替泥沙，简化实验操作并减少模型沙的浪费，同时适应各种不同形状的海滩剖面。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种泥沙水槽试验海滩剖面模拟装置，包括可移动坡顶、可移动坡脚和承沙结构，所述可移动坡顶包括坡顶底部框架、坡顶上部框架和坡顶支撑杆，所述坡顶支撑杆底端固定在所述坡顶底部框架上，所述坡顶支撑杆顶端与所述坡顶上部框架连接，所述坡顶上部框架上设有坡顶轮廓板，所述坡顶轮廓板的下端连接有挡沙板一，所述可移动坡脚包括坡脚底部框架、坡脚上部框架和坡脚支撑杆，所述坡脚支撑杆的底端固定在所述坡脚底部框架上，所述坡脚支撑杆的顶端与所述坡脚上部框架连接，所述坡脚上部框架的一端与所述坡脚底部框架连接，所述坡脚上部框架上设有坡脚轮廓板，所述坡脚轮廓板的上端连接有挡沙板二，所述承沙结构包括承沙底部框架、承沙上部框架和承沙支撑杆，所述承沙支撑杆的底端固定在所述承沙底部框架上，所述承沙支撑杆的顶端与所述承沙上部框架连接，所述承沙上部框架的一端与所述承沙底部框架连接，所述承沙上部框架上设有承沙板。

作为优选，所述坡顶支撑杆、承沙支撑杆和坡脚支撑杆均为可伸缩支撑杆。

作为优选，所述坡顶支撑杆顶端通过铰链与所述坡顶上部框架可转动连接，所述坡脚支撑杆顶端通过铰链与所述坡脚上部框架可转动连接，所述承沙支撑杆顶端通过铰链与所述承沙上部框架可转动连接。

作为优选，所述坡脚上部框架的一端通过坡脚转轴与所述坡脚底部框架可转动连接，所述承沙上部框架的一端通过承沙转轴与所述承沙底部框架可转动连接。

作为优选，所述坡顶轮廓板的下端通过铰链与挡沙板一可转动连接，所述坡脚轮廓板的上端通过铰链与挡沙板二可转动连接。

作为优选，所述可伸缩支撑杆包括粗管和细管，所述粗管为空心结构，所述粗管嵌套在所述细管上，所述粗管上还设有锁定装置。

作为优选，所述坡顶支撑杆为4根，所述坡脚支撑杆为2根，所述承沙支撑杆为2根。

作为优选，所述坡顶轮廓板、坡脚轮廓板、承沙板以及挡沙板的边缘均设有密封条。

作为优选，所述坡顶轮廓板、坡脚轮廓板、承沙板以及挡沙板均为复合材料板。

作为优选，所述坡顶底部框架、坡顶上部框架、坡脚底部框架、坡脚上部框架、承沙底部框架、承沙上部框架均有钢铁材料制成。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的一种泥沙水槽试验海滩剖面模拟装置，解决了泥沙物理模型实验中模拟沙质海滩剖面时模型沙用量过大、处于底部的模型沙没有参与到实验中造成模型沙浪费的问题；该装置可以调节成任意要求的海滩剖面形态，可模拟任意坡度、长度的海滩剖面，达到根据实验要求随意调节的目的；海滩坡脚部位会有冲刷的问题，该装置还可以防止坡脚被冲刷破坏。

附图说明

图1是本实用新型的主视图；

图2是本实用新型的立体结构示意图；

图3是可移动坡顶的立体结构示意图

图4是可移动坡脚的立体结构示意图；

图5是承沙结构的立体结构示意图；

图6是本实用新型的使用状态参考图。

附图标记列表：

其中，1-可移动坡顶；2-可移动坡脚；3-承沙结构；11-坡顶底部框架；12-坡顶上部框架；13-坡顶支撑杆；14-坡顶轮廓板；15-挡沙板一；21-坡脚底部框架；22-坡脚上部框架；23-坡脚支撑杆；24-坡脚轮廓板；25-挡沙板二；26-坡脚转轴；31-承沙底部框架；32-承沙上部框架；33-承沙支撑杆；34-承沙板；35-承沙转轴；4-水槽；5-填沙区。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述：

如图1、图2所示，一种泥沙水槽试验海滩剖面模拟装置，包括可移动坡顶1、可移动坡脚2和承沙结构3，三个部分按顺序放入玻璃水槽4中，先安放承沙结构3，再将可移动坡顶1和可移动坡脚2放入，平推至图1和图2所示的位置嵌套成完整装置。

可移动坡顶1的结构如图3所示，包括坡顶底部框架11、坡顶上部框架12和四个坡顶支撑杆13，坡顶支撑杆13底端固定在坡顶底部框架11上，坡顶支撑杆13顶端与坡顶上部框架12通过铰链可转动连接，坡顶上部框架12上设有坡顶轮廓板14，坡顶轮廓板14的下端通过铰链可转动的连接有挡沙板一15。

可移动坡脚2的结构如图4所示，包括坡脚底部框架21、坡脚上部框架22和坡脚支撑杆23，坡脚支撑杆23的底端固定在坡脚底部框架21上，坡脚支撑杆23的顶端与坡脚上部框架22通过铰链可转动连接，坡脚上部框架22的一端与坡脚底部框架21通过坡脚转轴26可转动连接，坡脚上部框架22上设有坡脚轮廓板24，坡脚轮廓板24的上端通过铰链可转动的连接有挡沙板二25。

承沙结构3如图5所示，包括承沙底部框架31、承沙上部框架32和承沙支撑杆33，承沙支撑杆33的底端固定在承沙底部框架31上，承沙支撑杆33的顶端与承沙上部框架32通过铰链可转动连接，承沙上部框架32的一端与承沙底部框架31通过承沙转轴35可转动连接，承沙上部框架32上设有承沙板34。

其中，坡顶支撑杆13、承沙支撑杆33和坡脚支撑杆23均为可伸缩支撑杆，可伸缩支撑杆包括粗管和细管，粗管和细管均为空心钢管，粗管嵌套在细管上，粗管上还设有锁定装置，将可伸缩支撑杆调整到需要的长度后，拧紧锁定装置上的锁定旋钮即可将可伸缩支撑杆的长度锁定。

本实用新型提供的装置放置于水槽4中后，坡顶轮廓板14、坡脚轮廓板24、承沙板34以及挡沙板的边缘与水槽4壁面留有微小间隙，为了防止堆积模型沙的部分出现漏沙现象并保护水槽4壁。坡顶轮廓板14、坡脚轮廓板24、承沙板34以及挡沙板的边缘均设有密封条，密封条为玻璃胶结合防水胶布以及橡胶条。

坡顶轮廓板14、坡脚轮廓板24、承沙板34以及挡沙板均为复合材料板。坡顶底部框架11、坡顶上部框架12、坡脚底部框架21、坡脚上部框架22、承沙底部框架31、承沙上部框架32均有钢铁材料制成。

本实用新型的工作过程如下：

使用时，按照图1和图2的示范位置将可移动坡顶1、可移动坡脚2和承沙结构3，根据实际试验需要调整该装置达到满意的形式。首先调整可移动坡脚2的可伸缩支撑杆的长度，以保证坡脚底部框架21和坡脚上部框架22的夹角与原型海岸的剖面坡脚角度一致。再根据设定的原型到模型的缩小比例，确定坡脚轮廓板24的长度，并粘结于坡脚上部框架22上。然后调整可移动坡顶1的可伸缩支撑杆的长度，使坡顶上部框架12的倾角与原型海滩近岸位置剖面倾角一致，达到模拟效果。再根据设定的原型到模型的缩小比例，确定坡顶轮廓板14的长度，并粘结于坡顶上部框架12上。之后根据要模拟的海滩长度，确定好可移动坡脚2与可移动坡顶1的相对位置，根据这个位置确定承沙板34的长度，并粘结在承沙上部框架32上。最后根据可移动坡顶1与可移动坡脚2设定的坡面倾角，确定一个合适的承沙板34的倾斜角度，通过调节承沙结构3的可伸缩支撑杆的长度，使承沙底部框架31和承沙上部框架32的夹角与确定的倾斜角度一致。最后将挡沙板一15和挡沙板二25放下，与承沙板34一同形成承沙凹槽，在水槽4中工作状态如图6所示，凹槽指定填沙区5加入模型沙，便可有针对性的开始对凹槽部分海滩剖面进行波浪作用下海滩剖面形状演变的研究。经过设定，该装置达到了可精确模拟海滩剖面形状的目的，提高研究同时针对性的同时减少了模型沙的浪费问题。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。