仿真不同泥石流沟床形态及粗糙度的实验槽及其制作方法与流程

本发明涉及泥石流室内模拟，尤其涉及一种仿真不同泥石流沟床形态及粗糙度的实验槽及其制作方法。

背景技术：

1、泥石流属于突发地质灾害，具有爆发突然、规模大、破坏力强、难以识别、救灾难度大等特点，往往造成巨大的生命财产损失。如何预防泥石流、减轻灾害损失成为了地质灾害防治的热点。而泥石流启动模拟实验是开展泥石流监测预警、防灾减损的重要技术支撑。

2、但研究泥石流启动的模拟实验设备存在一些不足，尤其是实验槽底面的形态和粗糙度与天然沟道相差甚远，导致实验所获得的参数可靠性差，严重影响泥石流预警的成功率。例如，目前泥石流启动模拟实验所采用的各种实验槽底面主要为钢板或铸铁板，其特点是承重力强，但表面光滑，采用这种光面槽底的实验槽，由于物源和槽底的静摩擦系数较小，因此在泥石流启动阶段对沟道物源阻力较小，泥石流流通过程中动摩擦系数也偏小，对泥石流形成的阻力也偏小。相关技术中还采用流通板作为实验槽的槽底，并且在每个流通板上表壁设不同粗糙度的磨砂面，采用这种磨砂板槽底的实验槽，虽然其底面摩擦系数有一定提升，但和天然沟道的粗糙度相差甚远，而且还存在形态和粗糙度单一无法改变，无法开展不同沟域的个性化仿真试验的问题。

3、综上，目前泥石流启动模拟实验所采用的各种实验槽底面，获得的实验室指标和天然泥石流启动及形成所需的客观指标存在较大差距，降低了泥石流启动临界条件，难以获得可靠的实验数据，导致实验推导的泥石流预警阈值出现偏差，不利于达到精准防灾减灾的目标；并且实验槽底面的形态和粗糙度单一无法改变，无法开展不同沟域的个性化仿真试验。

4、因此，有必要提供一种新的技术方案以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种仿真不同泥石流沟床形态及粗糙度的实验槽及其制作方法，用以解决现有的实验槽底面的形态和粗糙度与天然沟道相差甚远，难以获得可靠的实验数据，得出的泥石流预警阈值出现偏差，影响精准防灾减灾等一系列问题。

2、本发明提供一种仿真不同泥石流沟床形态及粗糙度的实验槽，包括：

3、槽体，包括底板，所述底板上设有安装孔；

4、固定组件，通过所述安装孔可拆卸的安装在所述底板上，所述固定组件贯穿所述底板的上下表面并且一部分凸出所述底板的上表面；

5、泥石流沟床模型，设置在所述槽体内，包括沟床塑形混凝土和实验沟碎石，所述沟床塑形混凝土通过所述固定组件固定在所述底板上，所述实验沟碎石嵌设在所述沟床塑形混凝土的上表面。

6、根据本发明提供的仿真不同泥石流沟床形态及粗糙度的实验槽，所述固定组件包括插入所述沟床塑形混凝土中并与所述沟床塑形混凝土直接接触的插入件，还包括用于将所述插入件固定在所述底板上的固定件，所述插入件与所述固定件可拆卸连接。

7、根据本发明提供的仿真不同泥石流沟床形态及粗糙度的实验槽，所述插入件为螺栓，所述固定件为螺帽，所述螺栓包括头部和螺杆，所述螺栓插入所述安装孔中且头部位于所述底板的上表面一侧，所述螺帽螺接至所述螺杆上且位于所述底板的下表面一侧，其中，所述螺栓的头部与所述底板之间具有空隙。

8、根据本发明提供的仿真不同泥石流沟床形态及粗糙度的实验槽，所述固定件为螺栓和螺帽，所述插入件为套筒，所述螺栓包括头部和螺杆，所述螺栓插入所述安装孔中且头部位于所述底板的下表面一侧，所述螺帽螺接至所述螺杆上且位于所述底板的上表面一侧；

9、所述套筒位于所述底板的上表面一侧，并套设在所述螺杆和所述螺帽上，所述套筒用于将所述螺杆和所述螺帽与所述沟床塑形混凝土隔开。

10、根据本发明提供的仿真不同泥石流沟床形态及粗糙度的实验槽，所述套筒的直径大于所述螺帽的直径，所述套筒的高度大于所述螺杆凸出所述底板上表面的部分的高度。

11、根据本发明提供的仿真不同泥石流沟床形态及粗糙度的实验槽，所述套筒内设置有填料，所述套筒通过所述填料可拆卸的固定在所述螺杆和所述螺帽上。

12、本发明还提供一种仿真不同泥石流沟床形态及粗糙度的实验槽的制作方法，包括以下步骤：

13、步骤1、在实验槽的底板的安装孔上安装可拆卸的固定组件，且所述固定组件的一部分凸出所述底板的上表面；

14、步骤2、在实验槽内制作沟床塑形混凝土，所述沟床塑形混凝土通过所述固定组件固定在所述底板上；

15、步骤3、在所述沟床塑形混凝土的上表面布设实验沟碎石，所述沟床塑形混凝土和所述实验沟碎石形成泥石流沟床模型。

16、根据本发明提供的仿真不同泥石流沟床形态及粗糙度的实验槽的制作方法，所述固定组件包括插入所述沟床塑形混凝土中并与所述沟床塑形混凝土直接接触的插入件，还包括用于将所述插入件固定在所述底板上的固定件；

17、其中，在实验槽的底板的安装孔上安装可拆卸的固定组件的步骤包括：

18、步骤11、将插入件插入所述安装孔中，采用固定件从所述底板的下表面一侧将所述插入件固定在所述底板上；

19、或者，在实验槽的底板的安装孔上安装可拆卸的固定组件的步骤包括：

20、步骤12、将固定件安装在所述安装孔中，且所述固定件凸出所述底板的上表面，将插入件套设在所述固定件凸出所述底板上表面的部分上，且所述插入件包裹所述固定件的凸出所述底板上表面的部分。

21、根据本发明提供的仿真不同泥石流沟床形态及粗糙度的实验槽的制作方法，所述插入件为螺栓，所述固定件为螺帽，所述螺栓包括头部和螺杆；其中，在实验槽的底板的安装孔上安装可拆卸的固定组件的步骤包括：

22、步骤110、将所述螺栓以头部面向所述底板上表面的方式插入所述安装孔中，并将所述螺帽从所述底板下表面一侧螺接至所述螺杆上；其中，所述螺栓的头部与所述底板之间具有空隙；

23、或者，所述插入件为套筒，所述固定件为螺栓和螺帽，所述螺栓包括头部和螺杆；其中，在实验槽的底板的安装孔上安装可拆卸的固定组件的步骤包括：

24、步骤120、将所述螺栓以头部面向所述底板下表面的方式插入所述安装孔中，并将所述螺帽从所述底板上表面一侧螺接至所述螺杆上；

25、步骤121、将所述套筒从所述底板上表面一侧套设在所述螺杆和所述螺帽上，使所述套筒的开口与所述底板的上表面接触。

26、根据本发明提供的仿真不同泥石流沟床形态及粗糙度的实验槽的制作方法，所述插入件与所述固定件可拆卸连接，当需要更换泥石流沟床模型时，所述步骤3之后还包括以下步骤：

27、步骤4、将所述固定件从所述插入件上拆卸，并将所述插入件一同与所述泥石流沟床模型从所述实验槽的槽体上分离；

28、步骤5、重复所述步骤11；

29、步骤6、重复所述步骤2至步骤3；

30、或者，所述步骤3之后还包括以下步骤：

31、步骤4、将所述插入件一同与所述泥石流沟床模型从所述实验槽的槽体上分离，所述固定件保留在所述底板上；

32、步骤5、将新的插入件套设在所述固定件凸出所述底板上表面的部分上，且所述插入件包裹所述固定件的凸出所述底板上表面的部分；

33、步骤6、重复所述步骤2至步骤3。

34、本发明的上述技术方案具有以下有益效果：

35、本发明的仿真不同泥石流沟床形态及粗糙度的实验槽及其制作方法，通过将泥石流沟床模型设计成沟床塑形混凝土+实验沟碎石的结构，能够高度仿真天然泥石流沟道，因此，发明的实验槽泥石流沟道场景还原度高，有利于获得更真实的泥石流启动参数数据，能够提高预警阈值的准确性；并且，本发明还将可拆卸的固定组件的一部分嵌入沟床塑形混凝土中用以固定泥石流沟床模型，可以通过拆卸固定组件的方式来更换不同沟床形态及粗糙度的泥石流沟床模型，从而解决现有实验槽无法开展不同沟域的个性化仿真试验的问题。本发明的实验槽由于可变沟床形态和粗糙度，能够适合个性化单沟泥石流实验，可提高不同单沟泥石流预警阈值精度，最大化泥石流防灾减损效果。