一种泥石流运动与堆积过程模拟实验系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种泥石流模拟装置，特别涉及一种泥石流运动与堆积模拟实验系统。
【背景技术】
[0002]泥石流是山区常见的一种地质灾害，具有爆发突然，破坏能力巨大等特点。泥石流常携带颗粒巨大的块石，具有极强的冲击力，危害流经区域的人的生命财产安全。故预测泥石流运动过程中的动力学参数与其堆积特征，对泥石流的防灾减灾具有较强的指导意见。
[0003]目前，泥石流运动与堆积参数主要采用现场监测或实测的方法获取。但泥石流的发生频率较低，很难跟踪到正在发生的泥石流。另外，不同期次的泥石流特征差别较大，通过个别期次泥石流运动与堆积参数难以预测未来的泥石流参数。因此，研究一种泥石流运动与堆积过程模拟实验系统，研究与建立泥石流的运动堆积参数与物源粒度、浆液浓度、坡度、摩擦力、能量损失等之间的关系，预测不同情况下泥石流的运动堆积特征，对泥石流的预测及防灾减灾起着关键作用。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种泥石流运动与堆积过程模拟实验系统。本发明针对不同坡度、物源粒度成分、浆液浓度、摩擦力、能量损失因素，研究其对泥石流运动与堆积过程的影响，进而可对泥石流的动力学参数与危险范围进行定性与定量的分析。
[0005]本发明包括传送带、第一升降机、第二升降机、第三升降机、搅拌箱、工作平台、水箱、连接槽、第一直流通槽、第二直流通槽、弯流通槽、流通槽阀门、孔压测试装置、卡口、流速流量测试装置、冲击力测试装置、高速摄像机、堆积区域、柱基础、抽水装置和接收主机；工作平台设置在柱基础上端，搅拌箱放置在工作平台上，第一升降机设置在柱基础旁，传送带的上端设置在第一升降机上并位于搅拌箱上部；水箱通过抽水装置与搅拌箱连通；搅拌箱的下部与连接槽连通，第一直流通槽与连接槽连通，弯流通槽设置在第一直流通槽外部，第一直流通槽通过流通槽阀门与弯流通槽连通，第二直流通槽与第一直流通槽连通，第一直流通槽的尾部设置在第二升降机上，第二直流通槽的头部设置在第三升降机上，第一直流通槽内设可调节宽度的卡口，第二直流通槽的尾部设置堆积区域，堆积区域具有坡度，弯流通槽中设有孔压测试装置，第一直流通槽中设有孔压测试装置，第二直流通槽内设置孔压测试装置和流速流量测试装置，孔压测试装置和流速流量测试装置分别监测泥石流流体的孔隙水压力和流速流量参数。冲击力测试装置设置在堆积区域，检测泥石流的冲击力；高速摄像机通过支架安装在第一直流通槽、第二直流通槽和弯流通槽旁，并俯视第一直流通槽、第二直流通槽和弯流通槽，高速摄像机用于拍摄泥石流不同时刻的运移与堆积过程；孔压测试装置、流速流量测试装置、冲击力测试装置和高速摄像机与接收主机连接，接收主机接收并分析孔压测试装置、流速流量测试装置、冲击力测试装置和高速摄像机传回的数据，解译得到泥石流的动力学参数。
[0006]本发明的有益效果:
[0007]本发明可在室内完成泥石流的运动与堆积过程，避免了现场泥石流监测的难度与危险性。另外，现场泥石流研究数据量稀少，往往是已经堆积完成的泥石流体，不利于泥石流运动与堆积过程的充分分析。本发明考虑了影响泥石流运动与堆积的众多因素，可研究不同坡度、物源粒度成分、浆液浓度、摩擦力、能量损失因素对泥石流的影响，建立泥石流运动堆积过程与不同影响因素之间的关系，对预测泥石流的发展与成灾具有很好的指示作用。
【附图说明】
[0008]图1是本发明的结构俯视图。
[0009]图2是本发明的结构侧视图。
[0010]其中:1为传送带，2为第一升降机，3为搅拌箱，4为工作平台，5为水箱，6为连接槽，7为第一直流通槽，8为弯流通槽，9为流通阀门，10为孔压测试装置，11为卡口，12为流速流量测试装置，13为冲击力测试装置，14为高速摄像机，15为堆积区域，16为柱基础，17为抽水装置，18为接收主机，19为第二直流通槽，20为第二升降机，21为第三升降机。
【具体实施方式】
[0011]请参阅图1和图2所示，本发明包括传送带1、第一升降机2、第二升降机20、第三升降机21、搅拌箱3、工作平台4、水箱5、连接槽6、第一直流通槽7、第二直流通槽19、弯流通槽8、流通槽阀门9、孔压测试装置10、卡口 11、流速流量测试装置12、冲击力测试装置13、高速摄像机14、堆积区域15、柱基础16、抽水装置17和接收主机18 ;工作平台4设置在柱基础16上端，搅拌箱3放置在工作平台4上，第一升降机2设置在柱基础16旁，传送带I的上端设置在第一升降机2上并位于搅拌箱3上部；水箱5通过抽水装置17与搅拌箱3连通；搅拌箱3的下部与连接槽6连通，第一直流通槽7与连接槽6连通，弯流通槽8设置在第一直流通槽7外部，第一直流通槽7通过流通槽阀门9与弯流通槽8连通，第二直流通槽19与第一直流通槽7连通，第一直流通槽7的尾部设置在第二升降机20上，第二直流通槽19的头部设置在第三升降机21上，第一直流通槽7内设可调节宽度的卡口 11，第二直流通槽19的尾部设置堆积区域15，堆积区域15具有坡度，弯流通槽8中设有孔压测试装置10，第一直流通槽7中设有孔压测试装置10，第二直流通槽19内设置孔压测试装置10和流速流量测试装置12，孔压测试装置10和流速流量测试装置12分别监测泥石流流体的孔隙水压力和流速流量参数。冲击力测试装置13设置在堆积区域15，检测泥石流的冲击力；高速摄像机14通过支架安装在第一直流通槽7、第二直流通槽19和弯流通槽8旁，并俯视第一直流通槽7、第二直流通槽19和弯流通槽8，高速摄像机14用于拍摄泥石流不同时刻的运移与堆积过程；孔压测试装置10、流速流量测试装置12、冲击力测试装置13和高速摄像机14与接收主机18连接，接收主机18接收并分析孔压测试装置10、流速流量测试装置12、冲击力测试装置13和高速摄像机14传回的数据，解译得到泥石流的动力学参数。
[0012]本发明的工作过程:
[0013]泥石流流体是具有一定浆液浓度的两相体。固体部分具有一定的粒度成分(限定d1(]、d3(]、d5。与d6。)，所以，配制一定粒度成分的固体颗粒，采用传送带I与第一升降机2将其运输到工作平台4上的搅拌箱3，水箱5中的水通过抽水装置17灌入搅拌箱3，通过控制水量调制具有一定浆液浓度的泥石流体。泥石流流体排泄至连接槽6，进入第一直流通槽7、弯流通槽8和第二直流通槽19，最终排泄至堆积区域15。通过流通槽阀门9可控制泥石流体选择在第一直流通槽7或弯流通槽8内运动。第一直流通槽7内设可调节宽度的卡口11，通过第二升降机20和第三升降机21可分别改变第一直流通槽7和第二直流通槽19的坡度，从而控制跌水高度。孔压测试装置10与流速流量测试装置12设置在流通槽内，监测泥石流流体的孔隙水压力、流速流量参数。堆积区域15具有一定坡度，冲击力测试装置13设置在堆积区域15，检测泥石流的冲击力。通过支架将高速摄像机14安装至一定高度，拍摄泥石流不同时刻的运移与堆积过程。接收主机18接收并分析孔压测试装置10、流速流量测试装置12、冲击力测试装置13和高速摄像机14传回的数据，解译得到泥石流的动力学参数。
【主权项】
1.一种泥石流运动与堆积模拟实验系统，其特征在于:包括传送带(I)、第一升降机(2)、第二升降机(20)、第三升降机(21)、搅拌箱(3)、工作平台(4)、水箱(5)、连接槽(6)、第一直流通槽(7)、第二直流通槽(19)、弯流通槽⑶、流通槽阀门(9)、孔压测试装置(10)、卡口(11)、流速流量测试装置(12)、冲击力测试装置(13)、高速摄像机(14)、堆积区域(15)、柱基础(16)、抽水装置(17)和接收主机(18);工作平台(4)设置在柱基础(16)上端，搅拌箱(3)放置在工作平台(4)上，第一升降机(2)设置在柱基础(16)旁，传送带(I)的上端设置在第一升降机(2)上并位于搅拌箱(3)上部；水箱(5)通过抽水装置(17)与搅拌箱(3)连通；搅拌箱(3)的下部与连接槽(6)连通，第一直流通槽(7)与连接槽(6)连通，弯流通槽(8)设置在第一直流通槽(7)外部，第一直流通槽(7)通过流通槽阀门(9)与弯流通槽(8)连通，第二直流通槽(19)与第一直流通槽(7)连通，第一直流通槽(7)的尾部设置在第二升降机(20)上，第二直流通槽(19)的头部设置在第三升降机(21)上，第一直流通槽(7)内设可调节宽度的卡口(11)，第二直流通槽(19)的尾部设置堆积区域(15)，堆积区域(15)具有坡度，弯流通槽(8)中设有孔压测试装置(10)，第一直流通槽(7)中设有孔压测试装置(10)，第二直流通槽(19)内设置孔压测试装置(10)和流速流量测试装置(12)，冲击力测试装置(13)设置在堆积区域(15);高速摄像机(14)通过支架安装在第一直流通槽(7)、第二直流通槽(19)和弯流通槽(8)旁，并俯视第一直流通槽(7)、第二直流通槽(19)和弯流通槽(8)，孔压测试装置(10)、流速流量测试装置(12)、冲击力测试装置(13)和高速摄像机(14)与接收主机(18)连接。
【专利摘要】本发明公开了一种泥石流运动与堆积模拟实验系统，包括传送带、升降机、搅拌箱、工作平台、水箱、连接槽、直流通槽、弯流通槽、流通槽阀门、孔压测试装置、卡口、流速流量测试装置、冲击力测试装置、高速摄像机、堆积区域、柱基础、抽水装置和接收主机；通过传送带、升降机、搅拌箱、工作平台、水箱与抽水装置可将一定粒度成分的固体颗粒配制成为一定浆液浓度的泥石流体，柱基础用以保证工作平台的稳定性。流通槽阀门控制泥石流体在直流通槽或弯流通槽内运动，采用升降机控制泥石流的运动坡度。通过孔压测试模块、流速流量测试模块、冲击力测试模块、高速摄像机测试与监测泥石流的运动与堆积过程及其动力学参数。
【IPC分类】G01M10/00
【公开号】CN105222988
【申请号】CN201510768066
【发明人】张文, 陈剑平, 牛岑岑, 徐佩华, 苑晓青
【申请人】吉林大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年11月12日