CN104805796B - 一种泥石流冲击力实验系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种泥石流冲击力实验系统，包括浆料箱、浆料槽和实验仪；浆料箱布置在浆料槽的上游；浆料槽内设有被撞击块，被撞击块上设有力传感器；实验仪为单摆结构，其主要由脚架、横梁和撞击块组成，脚架用于将横梁支撑在浆料槽的上方，横梁上设有驱动电机，驱动电机的输出轴连接有摆动杆，且在该横梁上设有用于检测摆动杆摆动角度的刻度盘，撞击块连接在摆动杆的另一端；实验仪支撑在被撞击块的上方。本发明通过控制浆料箱输出浆料的速度来控制浆料对被撞击块的冲击力，通过实验仪的单摆原理，来控制撞击块撞击被撞击块的冲击力，进一步，探究撞击块在浆料槽中撞击被撞击块的冲击力和浆料槽中浆料对被撞击块的冲击力相互关系。

Description

一种泥石流冲击力实验系统
技术领域
本发明涉及一种泥石流冲击力实验系统。
背景技术
在山区沟谷中，由暴雨、大量冰雪融水或江湖、水库溃决后的急速地表径流激发的含有大量泥砂、石块等固体碎屑物质，并具有强大冲击力和破坏作用的特殊洪流造成的灾害。泥石流是山区常见的一种自然灾害现象，是由泥沙、石块等松散固体物质和水混合组成的一种特殊流体。它暴发时，山谷轰鸣，地面震动，浓稠的流体汹涌澎湃，沿着山谷或坡面顺势而下，冲向山外或坡脚，往往在顷刻之间造成人员伤亡和财产损失。对泥石流冲击力的物理模型试验研究还不成熟，对泥石流带来的灾害缺乏数据支持，导致预防、防控措施不能够达到预期效果。
专利文献公开了一种“非恒定泥石流实验装置”（公开/公告号： CN102147325A，公开/公告日： 2011-08-10），该装置包括储水箱，盛放有土石料的料斗，安放料斗的机架，倾斜设置且倾斜角可调的槽体和承接槽体来料的集料池，槽体的进口高于出口，储水箱的出水口与槽体的进口连接，储水箱的水和料斗内的土石料在槽体进口处汇合、形成实验用的泥石流流体，泥石流流体沿槽体流入集料池中；槽体的底板上设有压力传感器，槽体的侧板透明。但是该实验装置不能够测试大件块状体在泥石流流体中的冲击力，冲击力的大小也不可控，缺少对这一数据的研究，进而影响其在工程实践中的应用。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种浆料冲击力可控、撞击块模拟块状体在浆料中的冲击力，且撞击块的冲击力可控的泥石流冲击力实验系统。
本发明采用的技术方案是，一种泥石流冲击力实验系统，所述系统包括浆料箱、浆料槽和实验仪；所述浆料箱布置在浆料槽的上游；所述浆料槽内设有被撞击块，该被撞击块上设有力传感器；所述实验仪为单摆结构，其主要由脚架、横梁和撞击块组成，所述脚架用于将横梁支撑在浆料槽的上方，所述横梁上设有驱动电机，该驱动电机的输出轴连接有摆动杆，且在该横梁上设有用于检测摆动杆摆动角度的刻度盘，所述撞击块连接在摆动杆的另一端；所述实验仪支撑在被撞击块的上方。
所述浆料槽主要由依序衔接的倾斜段和直线段组成，所述浆料槽的底板为钢板、侧板为透明树脂。
进一步，所述浆料槽的下游衔接有集料槽。
所述浆料箱内设有泥浆泵，由泥浆泵控制浆料箱内浆料的输出流量。
所述实验仪的撞击块嵌固在摆动杆端部的固定盘上。
本发明的有益效果是：
1．本发明在泥石流冲击力实验中，通过实验仪的单摆结构，模拟真实环境下任意形状的块体在泥石流体中对构筑物的冲击力，且该实验仪中摆动杆在驱动电机的作用，控制撞击块撞击被撞击块的冲击力，进一步，调和任意粘性力的浆料，通过浆料箱控制浆料的输出速度来控制浆料在被撞击块上的冲击力，探究前后两种不同的冲击力一起作用于被撞击块的冲击力大小。
2. 本发明的浆料槽中底板为钢板、侧板为透明树脂，很好的保证了该泥石流冲击试验系统的强度，同时又便于观察。
3.相较于公开/公告号： CN102147325A而言，本发明的撞击物能够模拟现实环境下，不同速度的大件块状体的在浆料中的冲击力。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的主视图。
图中代号含义： 1—浆料箱；2—浆料槽；3—集料槽； 4—直线段；5—倾斜段；6—脚架；7—横梁；8—摆动杆；9—撞击块；10—刻度盘。
具体实施方式
参见图1所示：本发明是一种泥石流冲击力实验系统，包括浆料箱1、浆料槽2和实验仪。
上述浆料箱1布置在浆料槽2的上游，该浆料箱1中的浆料通过出口上的流量控制阀（如：圆形蝶阀等流量控制阀等）达到浆料槽2中，同时，浆料箱1内设有泥浆泵，由泥浆泵控制浆料箱1内浆料的输出流量，通过流量控制阀和泥浆泵一起来控制浆料进入浆料槽2中的速度，间接控制作用于被撞击块上的冲击力。上述浆料槽2主要由依序衔接的倾斜段5和直线段4组成，靠近浆料箱1一侧的为浆料槽2的倾斜段5，靠近集料槽3一侧为浆料槽2的直线段4，所述浆料槽2的底板为钢板、侧板为透明树脂，很好的保证了该泥石流冲击试验系统的强度，同时又便于观察。所述浆料槽2内设有被撞击块，被撞击块通过螺纹连接的方式连接在浆料槽的底板上，该被撞击块上设有力传感器，该力传感器设置在被撞击块承受浆料冲击力的背面，该力传感器用于向计算机提供冲击力信号，该计算机内存在处理该信号的现有软件，通过这些现有的软件收集冲击力的数据。
上述实验仪为单摆结构，其主要由脚架6、横梁7和撞击块9组成，所述脚架6用于将横梁7支撑在浆料槽2的上方，所述横梁7上设有驱动电机，该驱动电机的输出轴连接有摆动杆8，驱动该摆动杆8，使其沿单摆轨迹上下来回摆动，在摆动杆8摆动的最低位置撞击被撞击块。在该横梁7上设有用于检测摆动杆8摆动角度的刻度盘10，记录摆动杆8摆动的角度，撞击块9连接在摆动杆8的另一端（指摆动杆8远离连接横梁7的一端连接有撞击块9）；所述实验仪支撑在被撞击块的上方，保证实验仪中的撞击块9刚好撞击在被撞击块的受撞击面上。
另外，在浆料槽2的下游衔接有集料槽3，将浆料重复使用；实验仪的撞击块9嵌固在摆动杆8端部的固定盘上，该固定盘与摆动杆8的组合的方式连接的，这样可以根据实际实验的需要更换不同的撞击块9在不同的固定盘上, （根据实际情况可以选择其他的连接方式将撞击块与摆动杆连接在一起，如：焊接、销接、螺纹连接等，保证装定更简单、方便），通过两条平行的条状挡板将撞击块9挡在固定盘的凹槽内，通过条状挡板两端端部的螺钉紧固。
以上实施例的技术方案仅用以说明本发明，而非对其限制。尽管参照前述实施例的技术方案对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明具体技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种泥石流冲击力实验系统，其特征在于：所述系统包括浆料箱、浆料槽和实验仪；所述浆料箱布置在浆料槽的上游；所述浆料槽内设有被撞击块，该被撞击块上设有力传感器；所述实验仪为单摆结构，其主要由脚架、横梁和撞击块组成，所述脚架用于将横梁支撑在浆料槽的上方，所述横梁上设有驱动电机，该驱动电机的输出轴连接有摆动杆，且在该横梁上设有用于检测摆动杆摆动角度的刻度盘，所述撞击块连接在摆动杆的另一端；所述实验仪支撑在被撞击块的上方。
2.根据权利要求1所述泥石流冲击力实验系统，其特征在于：所述浆料槽主要由依序衔接的倾斜段和直线段组成，所述浆料槽的底板为钢板、侧板为透明树脂。
3. 根据权利要求1或2所述泥石流冲击力实验系统，其特征在于：所述浆料槽的下游衔接有集料槽。
4.根据权利要求1所述泥石流冲击力实验系统，其特征在于：所述浆料箱内设有泥浆泵，由泥浆泵控制浆料箱内浆料的输出流量。
5. 根据权利要求1所述泥石流冲击力实验系统，其特征在于：所述实验仪的撞击块嵌固在摆动杆端部的固定盘上。
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