CN109300377A - 可调节角度的落石防护网试验模型装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了调节角度的落石防护网试验模型装置，包括防护网布设系统、落石弹射装置及信息采集系统；防护网布设系统，实现防护网不同角度的布设；落石弹射装置，其设置在防护网布设系统的一侧，包括壳体、落石弹射通道、空气压缩机、液压伸缩杆和底座；所述的底座上设有一个支撑架，在所述的支撑架的上方设有所述壳体，壳体与支撑架之间通过两个液压伸缩杆相连；在所述的壳体内设有落石弹射通道，落石弹射通道设有三个端口，一个端口用于投入落石，一个端口用于投出落石，一个端口与空气压缩机相连；通过控制两个液压伸缩杆以及空气压缩机来实现落石掉落角度、速度的控制；信息采集系统，可实现对防护网受力变形情况的信息收集。
Description
技术领域
本发明涉及山体防护网试验技术领域，特别涉及一种可布设多层网并且分别单独控制其角度的落石防护网试验装置。
背景技术
落石是一种山区常发的地质灾害，多由地壳运动或者雨水冲刷导致山坡表层岩体松动而引起。落石对工程施工及人员安全造成巨大的威胁，且落石一旦发生即有不可控性，因此，如何做好落石的防护显得尤为关键。
目前，大多是采用防护网进行被动防护，但由于落石尺寸大小不一，方向不定，所以进行防护时很难达到预期效果。如何针对不同工况对防护网进行室内试验，确定所需防护网个数以及合理布设角度是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可调节角度的落石防护网试验模型，可以布设多层网，并且便于分别独立调节防护网角度，以便适用于多种不同工况试验要求。
本发明采用的技术方案如下：
调节角度的落石防护网试验模型装置，包括防护网布设系统、落石弹射装置及信息采集系统；
所述的防护网布设系统，实现防护网不同角度的布设；
所述落石弹射装置，其设置在防护网布设系统的一侧，包括壳体、落石弹射通道、空气压缩机、液压伸缩杆和底座；所述的底座上设有一个支撑架，在所述的支撑架的上方设有所述壳体，壳体与支撑架之间通过两个液压伸缩杆相连；在所述的壳体内设有落石弹射通道，落石弹射通道设有三个端口，一个端口用于投入落石，一个端口用于投出落石，一个端口与空气压缩机相连；通过控制两个液压伸缩杆以及空气压缩机来实现落石掉落角度、速度的控制。
所述信息采集系统，可实现对防护网受力变形情况的信息收集。
进一步的，所述的防护网布设系统，包括底板、支撑板、滑轨、滑块和防护网；所述的底板的两侧设有与其相连的支撑板，在两个所述的支撑板内侧均设有上滑轨和下滑轨,每个滑轨上安装有多个滑块；所述的防护网的四个角分别安装在四个滑轨的四个滑块上。
进一步的，两个所述支撑板上的上滑轨和下滑轨相互平行。
进一步的，每个滑轨上设置有多个滑块，用于连接不同的防护网。
进一步的，所述防护网四周固定于高强钢丝绳上，防护网四角通过钢丝绳固定于拉环上；所述的拉环固定在滑块上；根据不同工况要求，钢丝绳长短可调整。
进一步的，所述滑轨下方标有刻度，可以通过数学计算得到防护网角度；或者通过电子仪器测量得防护网角度。
进一步的，所述信息采集系统，包括高速摄像机和计算机；所述高速摄像机分别安装在支撑板顶部与底部，用于试验过程图像采集；所述计算机用于记录岩石的运动轨迹以及防护网宏观变形过程。
进一步的，通过控制所述的空气压缩机的压力大小，给予落石以不同的初速度。
进一步的，通过控制两个所述的液压伸缩杆的伸缩长度，从而实现落石角度的调整。
进一步的，所述的支撑架包括横向撑和竖向撑；竖向撑是由数榀可独立操作的钢单元框架经螺栓拼接而成，选用不同榀数的单元框架进行拼接，可调整整个落石弹射装置的高度。
进一步的，在落石弹射装置外表面水平固定量角器，可测量每次弹射时的角度。
本发明的有益效果如下：
本发明述及的落石防护网试验模型装置，通过防护网布设系统、落石弹射装置、信息采集系统的高效配合可靠地模拟了山区常发的落石地质灾害；落石弹射装置可全权通过计算机来调节空气压缩机与液压控制系统的工作，实现弹射出的落石具有不同的方向跟初速度；通过改变实验所用岩石的重量以及空气压缩机的压力来模拟不同崩塌落石对防护网布设角度的影响；可通过改变固定机构中滑块之间的距离来固定不同外径的防护网，实现不同角度防护网的冲击破坏试验；数据采集分析机构中高速摄像机进行试验过程图像采集，并通过计算机中的配套软件记录记录岩石的运动轨迹以及防护网宏观变形过程。最终确定防护网角度最优组合，为实际工程中防护网的布设提供试验依据，做到安全防护。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明的主体三维结构示意图。
图2、图3为落石弹射装置结构示意图。
图4为变角度落石弹射装置结构示意图。
图5为滑轨滑块结构示意图。
图6为防护网示意图。
其中，1—底板，2—支撑板，3—滑轨，4—滑块，5—拉环，6—钢丝绳，7-防护网，8-落石弹射装置，9-刻度尺，10-计算机，11-落石弹射通道，11-1第一端口；11-2第二端口；11-3第三端口；12-空气压缩机，13-液压伸缩杆，14-量角器，15-底板，16-高速摄像机，17-落石，18-横向钢板撑，19-输油管道，20-钢单元框架，21-液压控制系统，22-底座，23-液压伸缩杆。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
正如背景技术所介绍的，现有技术中大多是采用防护网进行被动防护，如何针对不同工况对防护网进行室内试验，确定所需防护网个数以及合理布设角度是一个亟待解决的问题，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种山体防护网性能测试试验模型。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，一种山体防护网性能测试试验模型，包括防护网布设系统、落石弹射装置及信息采集系统，防护网布设系统包括底板1，支撑板2，滑轨3，滑块4，拉环5，钢丝绳6，防护网7，刻度尺9；落石弹射装置包括落石弹射通道11，空气压缩机12，液压伸缩杆13，量角器14，底板15，落石17，横向钢板撑18，输油管道19，钢单元框架20，液压控制系统21，底座22，液压伸缩杆23；信息采集系统包括计算机10和高速摄像机16。
本实施例通过实现双层防护网最优布设方式的测试试验进行本发明的解释。
将双侧底板1固定于试验场地，两侧支撑板2分别固定于底板1上，两侧滑轨3分别固定于支撑板2内侧，接有拉环5的滑块4套于两侧滑轨3上，如图1、图4所示；滑轨3包括四个，两个支撑板上各设置两个，上、下滑轨相互平行；防护网的四个角分别安装在四个滑轨的四个滑块上。
将落石弹射装置固定于防护网布设系统前方，圆柱壳体安装于防护网布设系统的一侧，落实弹射通道11固定于圆柱壳体内部，落石弹射通道设有三个端口，第一端口11-1用于投入落石，第二端口11-2用于投出落石，第三端口11-3与空气压缩机12相连；空气压缩机12安装在圆柱壳体底右侧，液压伸缩杆23与液压伸缩杆13均通过输油管道19与液压控制系统21相连，其顶端固定在圆柱壳体底部，底端经由底板15固定在横向钢板撑18上，量角器14固定在弹射装置上，钢板架20是由数榀可独立操作的高强度合金钢单元框架经螺栓拼接而成，其下部固定在底座22上。根据试验需要通过计算机调整落石弹射装置，设置落石的角度及初始速度，如图2、3所示。具体的，通过控制所述的空气压缩机的压力大小，给予落石以不同的初速度；通过控制两个所述的液压伸缩杆的伸缩长度，从而实现落石角度的调整；当两个液压伸缩杆高度一致时，落石弹射通道的第二端口11-2水平设置，当液压伸缩杆23比液压伸缩杆13低时，落石弹射通道的第二端口11-2向下倾斜；当液压伸缩杆23比液压伸缩杆13高时，落石弹射通道的第二端口11-2向上倾斜(如图4所示)。
进一步的，将两个防护网7四边分别固定于钢丝绳6上，如图5所示。确定所需研究防护网倾斜角度，将滑块4滑至滑轨3合适位置并固定；将所述防护网7四角分别通过钢丝绳6固定于对应滑块4上，如图1所示；在防护网7上连接监测元件，应用信息采集系统进行相关信息采集.
优选的，采用高速摄像机进行试验过程图像采集；并通过计算机中的配套软件记录记录岩石的运动轨迹以及防护网宏观变形过程。
底板可固定在地面，底板与支撑板之间、支撑板与滑轨之间通过焊接或者螺栓连接。滑块通过销钉或者螺栓固定在滑轨上。
进一步的，进行防护网性能测试试验，一次试验结束后记录相关数据，调整滑块4位置实现防护网角度变化，重复试验；
分析各组试验数据，确定防护网角度最优组合，为实际工程中防护网的布设提供试验依据，做到安全防护。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.调节角度的落石防护网试验模型装置，其特征在于，包括防护网布设系统、落石弹射装置及信息采集系统；
所述的防护网布设系统，实现防护网不同角度的布设；
所述落石弹射装置，其设置在防护网布设系统的一侧，包括壳体、落石弹射通道、空气压缩机、液压伸缩杆和底座；所述的底座上设有一个支撑架，在所述的支撑架的上方设有所述壳体，壳体与支撑架之间通过两个液压伸缩杆相连；在所述的壳体内设有落石弹射通道，落石弹射通道设有三个端口，一个端口用于投入落石，一个端口用于投出落石，一个端口与空气压缩机相连；通过控制两个液压伸缩杆以及空气压缩机来实现落石掉落角度、速度的控制；
所述信息采集系统，可实现对防护网受力变形情况的信息收集。
2.如权利要求1所述的调节角度的落石防护网试验模型装置，其特征在于，所述的防护网布设系统，包括底板、支撑板、滑轨、滑块和防护网；所述的底板的两侧设有与其相连的支撑板，在两个所述的支撑板内侧均设有上滑轨和下滑轨,每个滑轨上安装有多个滑块；所述的防护网的四个角分别安装在四个滑轨的四个滑块上。
3.如权利要求2所述的调节角度的落石防护网试验模型装置，其特征在于，两个所述支撑板上的上滑轨和下滑轨相互平行。
4.如权利要求2所述的调节角度的落石防护网试验模型装置，其特征在于，所述上滑轨和下滑轨下方标有刻度。
5.如权利要求2所述的调节角度的落石防护网试验模型装置，其特征在于，所述信息采集系统包括高速摄像机和计算机；所述高速摄像机分别安装在支撑板顶部与底部，用于试验过程图像采集；所述计算机用于记录岩石的运动轨迹以及防护网宏观变形过程。
6.如权利要求2所述的调节角度的落石防护网试验模型装置，其特征在于，所述防护网四周固定于钢丝绳上，防护网四角通过钢丝绳固定于拉环上；所述的拉环固定在滑块上。
7.如权利要求1所述的调节角度的落石防护网试验模型装置，其特征在于，通过控制所述的空气压缩机的压力大小，给予落石以不同的初速度。
8.如权利要求1所述的调节角度的落石防护网试验模型装置，其特征在于，通过控制两个所述的液压伸缩杆的伸缩长度，从而实现落石角度的调整。
9.如权利要求1所述的调节角度的落石防护网试验模型装置，其特征在于，所述的支撑架包括横向撑和竖向撑；竖向撑是由数榀可独立操作的钢单元框架经螺栓拼接而成，选用不同榀数的单元框架进行拼接，可调整整个落石弹射装置的高度。
10.如权利要求1所述的调节角度的落石防护网试验模型装置，其特征在于，在落石弹射装置外表面水平固定量角器，可测量每次弹射时的角度。
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