CN111210706A - 一种地质环境模拟实验装置 - Google Patents

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谷中元
迟唤昭
陈国强
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Abstract

本发明属于地质环境模拟技术领域，公开了一种地质环境模拟实验装置，机架上端焊接有支撑板，机架上通过螺栓固定有倾转电机；机架与地质模拟箱连接，连接轴通过联轴器与倾转电机连接；地质模拟箱内部设置有储水池，地质模拟箱下半部通过螺丝固定有标尺，地质模拟箱内壁上通过螺丝固定有测压管；机架上端通过螺栓固定有振动电机，振动电机通过振动连杆与地质模拟箱连接；地质模拟箱底部安装有排水管，排水管另一端置于水箱内，水箱安装在机架底部；机架上端安装有降水喷洒板，机架底部安装有水泵，水泵通过导管与降水喷洒板连接；机架上端通过螺栓固定有人造热光源和转动风机。本发明能够准确模拟地质环境和多种地质灾害，便于学习和研究。

Description

一种地质环境模拟实验装置
技术领域
本发明属于地质环境模拟技术领域，尤其涉及一种地质环境模拟实验装置。
背景技术
目前，在研究地质体稳定和地质环境规律时，往往采用数学方法，其前提是对地质体作了一系列概化和限制条件下进行求解，如果这些概化和限制条件尚能反映出实际地质体的主要特征，那么数学解析解是可用的。但是对实际地质体，如果它的非均质性、各向异性以及复杂的边界几何形状不允许作过多的概化，那么，数学方法就难于应用，并且数学方法比较抽象，较难理解；同时对于学习和研究者，只在理论方面进行学习和研究不够直观、形象，不便于学习和研究。
综上所述，现有技术存在的问题是：在研究地质体稳定和地质环境规律时，只在理论方面进行学习和研究不够直观、形象，不便于学习和研究，同时数学解析解的准确性会因地质环境不同而难以实现。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种地质环境模拟实验装置。
本发明是这样实现的，一种地质环境模拟实验装置设置有机架，机架上端焊接有支撑板，机架上通过螺栓固定有倾转电机；支撑板设置有轴承孔，轴承孔中卡接有轴承，轴承套接有连接轴，连接轴端部与地质模拟箱连接，连接轴通过联轴器与倾转电机连接；
地质模拟箱内部设置有储水池，地质模拟箱下半部通过螺丝固定有标尺，地质模拟箱内壁上通过螺丝固定有测压管；
机架上端通过螺栓固定有振动电机，振动电机通过振动连杆与地质模拟箱连接；
地质模拟箱底部安装有排水管，排水管另一端置于水箱内，水箱安装在机架底部；
机架上端安装有降水喷洒板，机架底部安装有水泵，水泵通过导管与降水喷洒板连接；机架上端通过螺栓固定有人造热光源和转动风机。
进一步，所述机架下端通过螺栓固定有主机，机架上端通过螺栓固定有伸缩支撑杆；伸缩支撑杆上端通过螺栓与操作台连接，操作台上端通过螺栓固定有遮板，操作台上嵌装有显示屏。
进一步，所述操作台内部通过螺栓固定有无线信号收发器，无线信号收发器通过无线信号与云服务器连接。
进一步，所述机架由板和杆结构组成，其底部具有平板。
进一步，所述移动轮为可充气轮。
进一步，所述地质模拟箱为大半圆结构，整个箱体为透明材质。
进一步，所述降水喷洒板为长方扁箱，底部冲有若干小圆孔。
进一步，所述振动连杆由一个短杆和一个长杆铰接组成。
进一步，所述水泵出水口设置有水流量传感器，地质模拟箱通过螺栓固定有倾斜角度传感器，地质模拟箱上端通过螺栓固定有光照强度传感器，转动风机出风口设置有风速传感器，振动电机上端通过螺栓固定有振动传感器。
振动传感器、倾斜角度传感器、光照强度传感器、风速传感器和水流量传感器与主控台连接；
进一步，所述主控台与水泵、倾转电机、振动电机、人造热光源和转动风机连接。
本发明的优点及积极效果为：本发明移动方便，便于演示，能够准确模拟地质环境和多种地质灾害，便于学习和研究，同时能够直观的观察地质灾害控制效果，装置经济性好，实用性强。
本发明通过设置有移动，可以整体装置进行移动，提高了方便性；本发明中人造热光源视为太阳，风机视为自然界风源，振动电机和振动连杆可模拟地震情况和储水池视为湖海；并且设置有传感器，可以根据执行器件运行的状态信息，使整体装置对于模拟地质环境更加真实。本发明设置有水箱，可以对实现水循环利用，达到节约水的目的；同时主机通过无线信号收发器与云服务器连接，可以实现数据的有效共享。
附图说明
图1是本发明实施例提供的地质环境模拟实验装置结构示意图。
图2是本发明实施例提供的地质模拟箱部分结构示意图。
图3是本发明实施例提供的主控台结构示意图。
图4是本发明实施例提供的地质环境模拟实验装置控制系统结构示意图。
图中：1、移动轮；2、机架；3、地质模拟箱；4、降水喷洒板；5、水泵；6、倾转电机；7、支撑板；8、连接轴；9、联轴器；10、排水管；11、水箱； 12、储水池；13、振动电机；14、振动连杆；15、标尺；16、测压管；17、人造热光源；18、转动风机；19、显示屏；20、主控台；21、无线信号收发器； 22、云服务器；23、振动传感器；24、倾斜角度传感器；25、光照强度传感器； 26、风速传感器；27、水流量传感器；28、主机；29、伸缩支撑杆；30、遮板； 31、操作台。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
为了解决上述的技术问题，下面结合附图对本发明的技术方案作详细的描述。
如图1-图2所示，本发明实施例提供的地质环境模拟实验装置设置有机架2，机架2上端焊接有支撑板7，机架2上通过螺栓固定有倾转电机6；支撑板7设置有轴承孔，轴承孔中卡接有轴承，轴承套接有连接轴8，连接轴8端部与地质模拟箱3连接，连接轴8通过联轴器9与倾转电机6连接。
地质模拟箱3内部设置有储水池12，地质模拟箱3下半部通过螺丝固定有标尺15，地质模拟箱3内壁上通过螺丝固定有测压管16。
机架2上端通过螺栓固定有振动电机13，振动电机13通过振动连杆14与地质模拟箱3连接。
地质模拟箱3底部安装有排水管10，排水管10另一端置于水箱11内，水箱11安装在机架2底部。
机架2上端安装有降水喷洒板4，机架2底部安装有水泵5，水泵5通过导管与降水喷洒板4连接；机架2上端通过螺栓固定有人造热光源17和转动风机 18。
如图3所示，本发明实施例提供的主控台设置在机架2侧面，主控台20包括：主机28、伸缩支撑杆29、遮板30和操作台31。
主机28通过螺栓固定在机架2下端，伸缩支撑杆29通过螺栓固定在机架2 上；伸缩支撑杆29上端通过螺栓与操作台31连接，操作台31上端通过螺栓固定有遮板30，操作台31上嵌装有显示屏19。
操作台31内部通过螺栓固定有无线信号收发器21，无线信号收发器21通过无线信号与云服务器22连接。
如图4所示，本发明实施例提供的地质环境模拟实验装置控制系统中水泵5 出水口设置有水流量传感器27，地质模拟箱3通过螺栓固定有倾斜角度传感器 24，地质模拟箱3上端通过螺栓固定有光照强度传感器25，转动风机18出风口设置有风速传感器26，振动电机13上端通过螺栓固定有振动传感器。
振动传感器23、倾斜角度传感器24、光照强度传感器25、风速传感器26 和水流量传感器27与主控台20连接。
主控台20与显示屏19连接，主控台20与无线信号收发器21连接，无线信号收发器21通过无线信号与云服务器22连接。
操作台31内部通过螺栓固定有无线信号收发器21，无线信号收发器21通过无线信号与云服务器22连接。
主控台20与水泵5、倾转电机6、振动电机13、人造热光源17和转动风机 18连接。
作为优选，移动轮1为可充气轮，机架2由板和杆结构组成，其底部具有平板。
作为优选，地质模拟箱3为大半圆结构，整个箱体为透明材质。
作为优选，降水喷洒板4为长方扁箱，底部冲有若干小圆孔。
作为优选，振动连杆14由一个短杆和一个长杆铰接组成。
作为优选，机架2的底部安装有移动轮1，移动轮1上端设置有刹车片。
本发明的工作原理为：使用该装置进行实验模拟时，可以通过移动轮1 调整到合理的位置；模拟晴天状态时，接通电源后人造热光源17视为太阳，风机18视为自然界风源，观察机架2上的地质模拟箱3内部的地质岩层变化；模拟降雨状态时，水泵5将水箱11的水抽取到降水喷洒板4，若研究泥石流滑坡等灾害，可使倾转电机6旋转适当的角度来模拟真实情况，储水池12视为湖海，所有水可通过排水管10回到水箱11中；通过振动电机13和振动连杆14可模拟地震情况，其各种地质状态可由标尺15和测压管16获取相关数据。
同时振动传感器23、倾斜角度传感器24、光照强度传感器25、风速传感器 26和水流量传感器27分别检测相应的器件运行状态；主机28根据各个传感器检测数据，分别对各个执行器件进行控制；为了实现数据的共享，主机28通过无线信号收发器21与云服务器22连接。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种地质环境模拟实验装置，其特征在于，所述地质环境模拟实验装置设置有：
机架；
机架上端焊接有支撑板，机架上通过螺栓固定有倾转电机；支撑板设置有轴承孔，轴承孔中卡接有轴承，轴承套接有连接轴，连接轴端部与地质模拟箱连接，连接轴通过联轴器与倾转电机连接；
地质模拟箱内部设置有储水池，地质模拟箱下半部通过螺丝固定有标尺，地质模拟箱内壁上通过螺丝固定有测压管；
机架上端通过螺栓固定有振动电机，振动电机通过振动连杆与地质模拟箱连接；
地质模拟箱底部安装有排水管，排水管另一端置于水箱内，水箱安装在机架底部；
机架上端安装有降水喷洒板，机架底部安装有水泵，水泵通过导管与降水喷洒板连接；机架上端通过螺栓固定有人造热光源和转动风机。
2.如权利要求1所述的地质环境模拟实验装置，其特征在于，所述机架下端通过螺栓固定有主机，机架上端通过螺栓固定有伸缩支撑杆；伸缩支撑杆上端通过螺栓与操作台连接，操作台上端通过螺栓固定有遮板，操作台上嵌装有显示屏。
3.如权利要求1所述的地质环境模拟实验装置，其特征在于，所述操作台内部通过螺栓固定有无线信号收发器，无线信号收发器通过无线信号与云服务器连接。
4.如权利要求1所述的地质环境模拟实验装置，其特征在于，所述机架由板和杆结构组成，其底部具有平板。
5.如权利要求1所述的地质环境模拟实验装置，其特征在于，所述移动轮为可充气轮。
6.如权利要求1所述的地质环境模拟实验装置，其特征在于，所述地质模拟箱为大半圆结构，整个箱体为透明材质。
7.如权利要求1所述的地质环境模拟实验装置，其特征在于，所述降水喷洒板为长方扁箱，底部冲有若干小圆孔。
8.如权利要求1所述的地质环境模拟实验装置，其特征在于，所述振动连杆由一个短杆和一个长杆铰接组成。
9.如权利要求1所述的地质环境模拟实验装置，其特征在于，所述水泵出水口设置有水流量传感器，地质模拟箱通过螺栓固定有倾斜角度传感器，地质模拟箱上端通过螺栓固定有光照强度传感器，转动风机出风口设置有风速传感器，振动电机上端通过螺栓固定有振动传感器。
振动传感器、倾斜角度传感器、光照强度传感器、风速传感器和水流量传感器与主控台连接。
10.如权利要求9所述的地质环境模拟实验装置，其特征在于，所述主控台与水泵、倾转电机、振动电机、人造热光源和转动风机连接。
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