一种江河斜坡崩塌模拟试验装置及模拟方法与流程

本发明涉及一种江河斜坡崩塌模拟试验装置及模拟方法，属于水利领域。

背景技术：

1、崩岸是指江河岸坡、洪漫滩地或出露潮沟的崩塌破坏，是一种危害性较大的自然灾害。因其严重影响沿江堤防的防洪安全和河势稳定，对沿江生态环境保护、建设现代化经济体系意义重大。按照崩岸外观形态，可分为洗崩、条崩和窝崩。其中，条崩在长江中下游河段尤为常见，据不完全统计，长江中下游大规模崩岸事件中，条崩占比高达80％。

2、长江中下游崩岸是在重力与水流切应力双重作用下发生的，本发明基于这一机理，提出一种可快速模拟斜坡崩塌试验装置。

技术实现思路

1、发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种江河斜坡崩塌模拟试验装置，斜坡崩塌断面创新设计，实现在顺岸水流条件下的崩岸模拟，真实地反映了崩岸原型的性态。

2、技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种江河斜坡崩塌模拟试验装置，包括模拟箱，所述模拟箱的前端比后端高度低，在模拟箱底部设有阶梯性的台阶，在台阶上安装有充水橡胶袋，在模拟箱底部覆盖有演练土料，演练土料覆盖充水橡胶袋，演练土料从后端到前端呈坡状分布，在演练土料的根部安装有贯流泵；在模拟箱前端设有贯流泵，充水橡胶袋同时连接有充水泵、排水泵；通过充水泵、排水泵控制橡胶袋充满和放空，加速模拟水流冲刷形成“陡坎”。

3、作为优选，所述充水橡胶袋有三个，从前端到后端依次分别为第一充水橡胶袋、第二充水橡胶袋和第三充水橡胶袋，从前端到后端充水橡胶袋充满高度为0.5m、0.8m、1.0m，宽度为0.9、1.4m、1.5m。

4、一种上述的江河斜坡崩塌模拟试验装置的模拟方法，包括以下步骤：

5、(1)搭建模拟箱，充水橡胶袋放置在台阶上，充水；

6、(2)在模拟箱上铺设演练土料，按照坍塌坡比1:1估计；

7、(3)启动沿岸流的贯流泵，第一充水橡胶袋首先排水泵抽水放空，放空时间为4-6分钟；然后同时排水泵抽水放空第二充水橡胶袋和第三充水橡胶袋，放空时间为14-16分钟。

8、作为优选，所述步骤(3)中，排水泵的流量为，q＝δvc，a为排水泵的出水口径的面积，排水速度为γb——河岸泥沙的重度，γ——水的重度。

9、有益效果：本发明的江河斜坡崩塌模拟试验装置，具有以下优点：(1)斜坡崩塌断面创新设计，实现在顺岸水流条件下的崩岸模拟，真实地反映了崩岸原型的性态；(2)崩岸试验过程安全可控，确保模型试验时现场工作人员安全；(3)一次展示和应急抢险演练完成后可在短时间内重复进行。

技术特征：

1.一种江河斜坡崩塌模拟试验装置，其特征在于：包括模拟箱，所述模拟箱的前端比后端高度低，在模拟箱底部设有阶梯性的台阶，在台阶上安装有充水橡胶袋，在模拟箱底部覆盖有演练土料，演练土料覆盖充水橡胶袋，演练土料从后端到前端呈坡状分布，在演练土料的根部安装有贯流泵；在模拟箱前端设有贯流泵，充水橡胶袋同时连接有充水泵、排水泵；通过充水泵、排水泵控制橡胶袋充满和放空，加速模拟水流冲刷形成“陡坎”。

2.根据权利要求1所述的江河斜坡崩塌模拟试验装置，其特征在于：所述充水橡胶袋有三个，从前端到后端依次分别为第一充水橡胶袋、第二充水橡胶袋和第三充水橡胶袋，从前端到后端充水橡胶袋充满高度为0.5m、0.8m、1.0m，宽度为0.9、1.4m、1.5m。

3.一种如权利要求1或2所述的江河斜坡崩塌模拟试验装置的模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的江河斜坡崩塌模拟试验装置的模拟方法，其特征在于：所述步骤(3)中，排水泵的流量为，q＝δυc，a为排水泵的出水口径的面积，排水速度为γb——河岸泥沙的重度，γ——水的重度。

技术总结
本发明公开了一种江河斜坡崩塌模拟试验装置，包括模拟箱，所述模拟箱的前端比后端高度低，在模拟箱底部设有阶梯性的台阶，在台阶上安装有充水橡胶袋，在模拟箱底部覆盖有演练土料，演练土料覆盖充水橡胶袋，演练土料从后端到前端呈坡状分布，在演练土料的根部安装有贯流泵；在前端设有充水泵，充水橡胶袋同时与连接有充水泵和充气泵；通过充水泵、排水泵控制橡胶袋充满和放空，加速模拟水流冲刷形成“陡坎”。本发明的一种江河斜坡崩塌模拟试验装置，斜坡崩塌断面创新设计，实现在顺岸水流条件下的崩岸模拟，真实地反映了崩岸原型的性态。

技术研发人员：钱龙,胡继洲,檀颖,宋智通,米占宽,柯敏勇,魏匡民,陈金杭,顾芳芳,李翔,张宇新,朱承志,张宇航,薛鑫,梁彬彬,杨瑞锋
受保护的技术使用者：南京水科院瑞迪科技集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11