本发明涉及一种实验装置，具体涉及的是一种新型碎屑流模拟实验装置。
背景技术：
现有的碎屑流运动与堆积过程模拟实验系统主要是通过堆积带支架、过渡支架、滑落轨道支架、堆积带实验槽和滑落轨道实验槽来模拟碎屑流的运动特性，然后利用固定的高速摄像机监测碎屑流的运动与堆积过程。
现有的这种实验装置存在以下技术缺陷：
(1)未能模拟碎屑流运动和堆积的全过程。由于碎屑流启动后，碎屑流颗粒受空气的影响，在近程阶段完成加速后通过多个沟道堆积在一起，因而利用单个的滑槽模拟碎屑流时，不能完整的模拟出不同角度、不同梯度沟道碎屑流运动的近程加速阶段以及加速后的堆积过程。
(2)不能监测碎屑流运动和堆积的全过程。由于在碎屑流运动过程中大小颗粒会进行分选，分选结果直接影响着碎屑流对防护结构的冲击力大小。因此，在实验监测的过程中，固定的高速摄相机难以准确的捕捉到碎屑流分选时颗粒的运动轨迹和运动速度。并且，在高速摄像机的布置方式上，由于碎屑流的冲击是一个有一定持续时间的连续冲击过程，因此需要对碎屑流冲击过程中不同测点、不同时刻颗粒的运动速度进行测定才能精确的反映出碎屑流的运动特性，而传统的高速摄像机布置方式只能反映出局部碎屑流的流动规律。
(3)结构不灵活，实验效率低。传统的碎屑流实验设备由于不能调节滑槽的坡度和滑槽宽度，因此只能模拟不同材料的碎屑流的运动特性，而不能模拟不同形态沟道对碎屑流运动特性的影响。
综上所述，有必要对现有的碎屑流运动与堆积过程模拟实验系统进行改进。
技术实现要素：
针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种新型碎屑流模拟实验装置，能够灵活、准确模拟出各种碎屑流在不同宽度的沟道的运动特性，并获得相应的测试数据。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种新型碎屑流模拟实验装置，包括物料供给装置、流通槽、堆积槽、立杆、第一高速摄像机、第二高速摄像机、固定架和滑轨，其中：
物料供给装置，用于放置碎屑流模拟材料，并向流通槽释放，实现碎屑流的模拟启动；
流通槽，采用倾斜方式设置，用于将碎屑流模拟材料往堆积槽方向通入，并且该流通槽侧边面可调节位置，从而改变流通槽的整体宽度；
堆积槽，一端与流通槽连接，用于进行碎屑流的堆积，且该堆积槽内设有碎屑流挡墙，可模拟碎屑流对挡墙的冲击作用；同时，堆积槽侧边面可调节位置，从而改变堆积槽的整体宽度；
立杆，设置在堆积槽的另一端，用于对堆集槽进行支撑，并调整堆集槽的坡度；
固定架，数量至少为三个，且并排设置在流通槽正上方，用于固定第一高速摄像机，使第一高速摄像机在流通槽上方不同的位置和角度上对流通槽中碎屑流运动进行监测；
所述滑轨设置在流通槽旁，并与流通槽平行；所述第二高速摄像机设置在滑轨上，并可沿滑轨移动，用于从侧面对流通槽中的碎屑流运动进行监测。
具体地说，所述物料供给装置包括与流通槽连通、用于放置碎屑流模拟材料并且同样采用倾斜方式设置的物料箱，设置在物料箱与流通槽连接处的挡板，以及与该挡板连接、用于控制挡板开启和关闭、以控制碎屑流模拟材料能否通入流通槽的拉绳。
进一步地，本发明还包括支撑框架，所述物料箱固定在该支撑框架上。
为确保堆积槽与流通槽的密封性，所述堆积槽和流通槽均采用柔性连续材料进行密封。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明结构合理、设计巧妙，其通过设计流通槽和堆积槽侧面可调的方式，配合固定架、滑轨和两个高速摄像机，当碎屑流模拟材料预先制备好倒入物料箱后，利用物料箱挡板控制碎屑流启动时间和启动流量，然后以可移动高速摄像机和调整堆积槽和流通槽整体宽度的方式，实现对碎屑流运动的模拟及数据测试。本发明很好地改善了以往实验装置由于构造等因素造成的有限高度、梯度和倾斜角度的问题，流通槽和堆积槽用以模拟不同坡度两级沟道的碎屑流运动规律，流通槽和堆积槽的侧边面均可以调节位置以控制流通槽和堆积槽的宽度，以此灵活模拟各种碎屑流在不同宽度的沟道的运动形态和特性，并在颗粒运动方向上不同位置、角度和时刻获得相应的测试数据(运动速度)。
(2)本发明优化实验装置结构，提高了实验效率。本发明中，在堆积槽末端设置一根立杆支撑堆积槽，并可调整堆积槽的坡度，同时，在堆积槽内设置不同结构的碎屑流挡墙，还可以模拟碎屑流对不同结构挡墙的冲击作用，可以说，本发明既可以测得各种碎屑流在不同宽度的沟道的运动速度，又能知晓各种碎屑流对不同结构挡墙的冲击力度，为后续研究碎屑流在沟道内的运动特性提供参数支持。
(3)本发明采用了柔性连续材料对堆积槽和流通槽进行了密封，可以使实验系统结构更加紧凑，密封性和安全性均得到了很好的保障。
(4)本发明实验设备具有可拆卸、可组合、操作简便、功能多样、可重复性强、造价成本低的优点，因此，其非常适于推广应用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，附图标记对应的名称为：
1-立杆，2-堆积槽，3-第一高速摄像机，4-固定架，5-物料箱，6-流通槽，7-挡板，8-支撑框架，9-第二高速摄像机，10-滑轨，11-拉绳。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
如图1所示，本发明提供了一种碎屑流模拟实验装置，其包括物料供给装置、流通槽6、堆积槽2、立杆1、第一高速摄像机3、第二高速摄像机9、固定架4和滑轨10。
所述的物料供给装置用于放置碎屑流模拟材料，并向流通槽6释放，实现碎屑流的模拟启动，本实施例中，该物料供给装置包括与流通槽6连通、用于放置碎屑流模拟材料并且采用倾斜方式设置的物料箱5(该物料箱5固定在一支撑框架8上)，设置在物料箱5与流通槽6连接处的挡板7，以及与该挡板7连接、用于控制挡板开启和关闭、以控制碎屑流模拟材料能否通入流通槽的拉绳11。
所述的流通槽同样采用倾斜的方式设置，其用于将碎屑流模拟材料往堆积槽2方向通入，并且该流通槽6侧边面可调节位置，从而改变流通槽的整体宽度。所述的堆积槽2一端与流通槽6连接，用于进行碎屑流的堆积，且该堆积槽2内设有碎屑流挡墙，可模拟碎屑流对挡墙的冲击作用；同时，堆积槽2侧边面可调节位置，从而改变堆积槽的整体宽度。
所述立杆1设置在堆积槽2的另一端，用于对堆积槽2进行支撑，并调整堆积槽2的坡度。所述的固定架4数量至少为三个，且并排设置在流通槽6正上方，用于固定第一高速摄像机3，使第一高速摄像机3在流通槽6上方不同的位置和角度上对流通槽中碎屑流运动进行监测。所述的滑轨10则设置在流通槽6旁，并与流通槽6位置平行，而所述的第二高速摄像机9则设置在滑轨10上，并可沿滑轨10移动，用于从侧面对流通槽6中碎屑流运动进行监测。
本发明的实验过程如下：
按照实验要求预先制备好碎屑流实验物料，然后在关闭好挡板7后，持续将物料倒入物料箱5内。当物料高度达到挡板7高度的3/4时，停止倒入物料。
而后，按照实验要求调整好流通槽6和堆积槽2的坡度，之后再调整流通槽6和堆积槽2的宽度。然后，按照实验要求调整好上第一高速摄像机3的位置及角度，同时，将第二高速摄像机9调整至滑轨10的上部，准备监测。
接着，在堆积槽2内按照实验要求设置碎屑流挡墙，并开启两个高速摄像机，最后，向上匀速拉起拉绳11，并控制实验要求的流量，打开挡板7，使物料流入流通6中。在测得一组数据后，用清水冲洗净实验残料，并变换两个高速摄像机的位置准备下一次测试，如此反复循环，直至获得所需要的碎屑流运动数据。在模拟实验的过程中，为保证实验的准确性和安全性，所述的堆积槽2和流通槽6均采用柔性连续材料进行密封。
本发明通过合理的结构及流程设计，不仅能够灵活模拟出各种碎屑流在不同宽度的沟道的运动特性，而且有效提高了实验的效率，因此，与现有技术相比，本发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。