CN112964493A - 一种小型应急装备在多灾害作用下损坏模拟实验系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应急资源在地质灾害作用下损坏机理模拟测试装置，属于安全工程检测领域，包括实验台、地质灾害模拟系统、人工气候模拟系统、承灾系统和测控系统，所述地质灾害模拟系统和承灾系统设置在实验台上，所述人工气候模拟系统中心线与地质灾害模拟系统中滑道中心线重合，且位于滑道上部，所述地质灾害模拟系统与承灾系统相连接，所述承灾系统与测控系统相连接。本发明克服了现有技术条件下缺乏对实际灾害条件及多灾种耦合条件下，应急资源性能检测不全面的缺点，为完善应急资源性能检测方法提供支撑，为研究应急资源实际灾害条件下及多灾种耦合条件下损害机理提供基本实验装置。

Description

一种小型应急装备在多灾害作用下损坏模拟实验系统

技术领域

本发明涉及安全工程检测领域，具体涉及一种小型应急装备在多灾害作用下损坏模拟实验系统。

背景技术

应急资源是在发生自然灾害、出现重大或紧急事件时为抢险救援提供服务的应急物资、设备、设施等。当发生滑坡、泥石流、山体崩塌等地质灾害时，应急资源将受到巨大冲击或掩埋。确保应急资源在地质灾害环境下正常使用对于确保应急救援人员的健康和安全、提高应急救援的效率至关重要。

依据国家标准《电工电子产品环境试验》（GB/T2423.5、GB/T2423.6），在进行冲击和碰撞实验时，将样品固定在实验台上，进行侧跌与翻倒、自由跌落实验，模拟元器件和设备在使用、运输过程中可能受到冲击和碰撞的效应。这种检测方法不能得出产品在现实灾害环境中受到的损害程度，实际灾害发生过程中环境复杂，搭建大型实验装置更有利于得出科学的实验结论，为应急资源的设计以及使用提供科学依据。其中中国专利号201520215451.7公开了一种岩土体灾变的模拟及检测装置，该装置可模拟滑坡、泥石流等常见岩土体灾害的灾变过程，通过改变降雨量、岩土结构、斜坡坡度等参数进而对岩土灾害展开定量研究。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种小型应急装备在多灾害作用下损坏模拟实验系统。

本发明的技术方案如下：一种小型应急装备在多灾害作用下损坏模拟实验系统，包括实验台、地质灾害模拟系统、人工气候模拟系统、承灾系统和测控系统，所述地质灾害模拟系统和承灾系统设置在实验台上，所述人工气候模拟系统中心线与地质灾害模拟系统中滑道中心线重合，且位于滑道上部，所述地质灾害模拟系统与承灾系统相连接，所述承灾系统与测控系统相连接。

所述地质灾害模拟系统包括供给槽、滑道、灾害要素接受装置，所述供给槽设置在滑道的上端，所述滑道的下端与灾害要素接受装置连接。

所述供给槽与滑道之间设有第一挡板，所述供给槽的上端设有第二挡板，所述第二挡板的后端连接有液压推杆。

所述供给槽倾斜设置，所述供给槽的下表面通过第一液压支架与实验台相连接，所述供给槽的下端可绕滑道的上端为轴线转动，所述滑道的下表面通过第二液压支架与实验台的侧面相连接。

所述承灾系统包括灾害要素接受装置、样品支架和承灾载体，所述样品支架设置在灾害要素接受装置内，所述样品支架上放置有承灾载体，所述承灾载体的高度低于灾害要素接受装置的高度。

所述灾害要素接受装置的下方设有安装底座。

所述人工气候模拟系统包括管道、喷头、抽水泵和水箱，所述水箱与抽水泵相连接，所述抽水泵通过管道与喷头相连接，所述喷头设置在灾害要素接受装置的上方。

所述喷头的下方设有雨量计。

所述测控系统包括位移传感器、压力传感器、称量装置和计算机，所述位移传感器设置在滑道内，所述压力传感器设置在承灾载体的外表面及灾害要素接受装置内，所述称量装置设置在灾害要素接受装置下方，所述位移传感器、压力传感器和称量装置分别通过数据线与计算机相连接。

本发明与现有测试装置相比，可通过控制灾害要素滑动初始速率模拟不同条件下承灾载体受损情况，实验装置将地质灾害模拟系统与人工气候模拟系统结合使用，可模拟多灾种耦合条件下，承灾载体受损机理，可将样品支架旋转不同角度模拟承灾载体不同部位受损机理，弥补现有检测标准的不足。本实验装置结构合理，使用灵活，具有较大的可操作空间，较现有实验装置具有更多的可控变量，并且操作简单，可重复性操作，模拟效果更接近于实际灾害条件，克服了现有装置测试中无法模拟实际灾害条件、对承灾载体方位限制的缺点；本发明装置结构合理，所使用的材料易得，工作性能稳定、操作简单、可实现重复性地操作，可适应大规模工业生产测试的需要。本发明克服了现有技术条件下缺乏对实际灾害条件及多灾种耦合条件下，应急资源性能检测不全面的缺点，为完善应急资源性能检测方法提供支撑，为研究应急资源实际灾害条件下及多灾种耦合条件下损害机理提供基本实验装置。

附图说明

图1为本发明的正视图；

图2为本发明的俯视图；

图3为样品支架的布置示意图；

图中：1-计算机，2-水箱，3-抽水泵，4-管道，5-喷头，6-安装底座，7-称重装置，8-灾害要素接受装置，9-样品支架，10-压力传感器，11-位移传感器，12-滑道，13-第一挡板，14-供给槽，15-液压推杆，16-第一液压支架，17-实验台，18-第二液压支架，19-第二挡板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明：

如图1-2所示，一种小型应急装备在多灾害作用下损坏模拟实验系统，包括实验台17、地质灾害模拟系统、人工气候模拟系统、承灾系统和测控系统，所述地质灾害模拟系统和承灾系统设置在实验台17上，所述人工气候模拟系统中心线与地质灾害模拟系统中滑道12中心线重合，且位于滑道12上部，所述地质灾害模拟系统与承灾系统相连接，所述承灾系统与测控系统相连接。

所述地质灾害模拟系统包括供给槽14、滑道12、灾害要素接受装置8，所述供给槽14设置在滑道12的上端，所述滑道12的下端与灾害要素接受装置8连接，所述供给槽14与滑道12之间设有第一挡板13，所述供给槽14的上端设有第二挡板19，所述第二挡板19的后端连接有液压推杆15。第一挡板13能防止土壤或岩石滑下，测试时去掉第一挡板13，液压支架15推动供给槽14一侧的第二挡板19使得物料通过滑道12落至灾害要素接受装置8。所述供给槽14倾斜设置，所述供给槽14的下表面通过第一液压支架16与实验台17相连接，所述供给槽14的下端可绕滑道12的上端为轴线转动，所述滑道12的下表面通第二液压支架18与实验台17的侧面相连接，滑道12可倾斜角度范围为0-90°。所述滑道12内的上表面布置有5个位移传感器11，相邻的两个位移传感器11间隔0.6 m。所述实验台17高7 m，供给槽14长为3m、宽为2 m、高为1 m，滑道12长为3 m、宽为0.5 m、高为0.5 m。

所述承灾系统包括灾害要素接受装置8、样品支架9和承灾载体，所述样品支架9设置在灾害要素接受装置8内，样品支架9高0.3 m，表面安装承灾载体处可360°旋转，样品支架9上放置有承灾载体，所述承灾载体的高度低于灾害要素接受装置8的高度，所述灾害要素接受装置8的下方设有安装底座6。

所述人工气候模拟系统包括管道4、喷头5、抽水泵3和水箱2，所述水箱2与抽水泵3相连接，所述抽水泵3通过管道4与喷头5相连接，所述喷头5设置在灾害要素接受装置8的上方。抽水泵3将水从水箱2中抽至管道4，水流通过管道4下方的降雨喷头5喷出，人工气候模拟系统的中心线与地质灾害模拟系统中滑道12的中心线重合，且位于滑道12上部，调节抽水泵3功率和降雨喷头5可改变降水量。

承灾载体为典型的应急资源，承灾载体的不同方位可接受地质灾害要素的撞击及掩埋；承灾载体可自由移动或旋转，模拟不同冲击条件下的损害情况；地质灾害模拟系统和人工气候模拟系统结合使用可模拟多灾种耦合条件下承灾载体的损坏机理。

所述测控系统包括位移传感器11、压力传感器10、称量装置7、计算机1和雨量计，所述位移传感器11设置在滑道12内，所述压力传感器10固定在承灾载体的外表面及灾害要素接受装置8内，所述称量装置7设置在灾害要素接受装置8下方，所述位移传感器11、压力传感器10和称量装置7分别通过数据线与计算机1相连接，所述喷头5的下方设有雨量计。

实施例1：本实施例将消防员呼救器作为测试样品，实验过程中将被测样品消防员呼救器放置于灾害要素接受装置8内的样品支架9上，调节第一液压支架16使滑道12底端距离样品支架9表面2 m，调整样品支架9表面使测试样品表面与滑道12所在直线方向垂直，将岩石与土壤混合物添加到供给槽14内，调节第二液压支架18使滑道12倾斜角度为60°，调节第一液压支架16使供给槽14倾斜角度为30°，在滑道12表面布置5个位移传感器11，相邻的两个位移传感器11之间间隔0.6 m，拿去供给槽14一侧的第一挡板13，岩石与土壤混合物通过滑道12落到灾害要素接受装置8上模拟泥石流灾害过程，传感器收到信号经数模转换输入到的主控计算机1进行数据存储和计算处理，实验进行2 h后关闭数据采集装置。

实施例2：本实施例将应急通信设备作为测试样品，将土壤添加到供给槽14内，调节支架18使滑道倾斜角度为45°，调节液压支架16使供给槽14倾斜角度为45°，调节联合液压支架16使滑道12底端距离样品支架9上表面2 m，放下供给槽14一侧第一挡板13，调节液压推杆15使供给槽14一侧第二挡板19推动土壤滑动，土壤通过滑道12落到灾害要素接受装置8上模拟滑坡灾害过程，传感器收到信号经数模转换输入到的主控计算机1进行数据存储和计算处理，实验进行2 h后关闭数据采集装置。

实施例3：如图3所示，本实施例合理布置灾害要素接受装置8内的测试样品，研究不同位置时样品受到灾害的损坏程度，所述样品支架9设置灾害要素接受装置8内，共5行6列，每行之间间隔为0.6 m，每列之间间隔为0.5 m，选取头盔灯作为实验样品，在1、3、5行将头盔灯横放在样品支架9的上表面，在2、4行将头盔灯竖向放在样品支架9的上表面，其中第2行使头盔灯的灯面向上，第4行使头盔灯的底面向上，将岩石块添加到供给槽14内，调节支架18使滑道12的倾斜角度为30°，调节第一液压支架16使供给槽14倾斜角度为30°，调节第一液压支架16使滑道12底端距离样品支架9表面2 m，岩石通过滑道12落到灾害要素接受装置8上模拟山体崩塌灾害过程，各传感器收到信号经数模转换输入到的主控计算机1进行数据存储和计算处理，实验进行2 h后关闭数据采集装置。

实施例4：人工气候模拟系统可模拟人工降雨和人工降雪，打开抽水泵3，位于降雨喷头5下方的雨量计实时读取降雨量大小，在实施例1-3中使用人工气候模拟系统可模拟泥石流、滑坡或山体崩塌与下雨或下雪耦合的情况下，模拟小型应急装备的损害情况，各传感器收到信号经数模转换输入到的主控计算机1进行数据存储和计算处理，实验进行2 h后关闭数据采集装置。

实施例5：实施例1-4在实验前先在灾害要素接受装置8里加水，模拟小型应急装备在积水中受到泥石流、滑坡或山体崩塌条件下的损坏情况。

Claims (9)

1.一种小型应急装备在多灾害作用下损坏模拟实验系统，包括实验台（17）、地质灾害模拟系统、人工气候模拟系统、承灾系统和测控系统，其特征在于：所述地质灾害模拟系统和承灾系统设置在实验台（17）上，所述人工气候模拟系统中心线与地质灾害模拟系统中滑道（12）中心线重合，且位于滑道（12）上部，所述地质灾害模拟系统与承灾系统相连接，所述承灾系统与测控系统相连接。

2.权利要求1所述的一种小型应急装备在多灾害作用下损坏模拟实验系统，其特征在于：所述地质灾害模拟系统包括供给槽（14）、滑道（12）、灾害要素接受装置（8），所述供给槽（14）设置在滑道（12）的上端，所述滑道（12）的下端与灾害要素接受装置（8）连接。

3.权利要求2所述的一种小型应急装备在多灾害作用下损坏模拟实验系统，其特征在于：所述供给槽（14）与滑道（12）之间设有第一挡板（13），所述供给槽（14）的上端设有第二挡板（19），所述第二挡板（19）的后端连接有液压推杆（15）。

4.权利要求2所述的一种小型应急装备在多灾害作用下损坏模拟实验系统，其特征在于：所述供给槽（14）倾斜设置，所述供给槽（14）的下表面通过第一液压支架（16）与实验台（17）相连接，所述供给槽（14）的下端可绕滑道（12）的上端为轴线转动，所述滑道（12）的下表面通第二液压支架（18）与实验台（17）的侧面相连接。

5.权利要求1所述的一种小型应急装备在多灾害作用下损坏模拟实验系统，其特征在于：所述承灾系统包括灾害要素接受装置（8）、样品支架（9）和承灾载体，所述样品支架（9）设置在灾害要素接受装置（8）内，所述样品支架（9）上放置有承灾载体，所述承灾载体的高度低于灾害要素接受装置（8）的高度。

6.权利要求5所述的一种小型应急装备在多灾害作用下损坏模拟实验系统，其特征在于：所述灾害要素接受装置（8）的下方设有安装底座（6）。

7.权利要求1所述的一种小型应急装备在多灾害作用下损坏模拟实验系统，其特征在于：所述人工气候模拟系统包括管道（4）、喷头（5）、抽水泵（3）和水箱（2），所述水箱（2）与抽水泵（3）相连接，所述抽水泵（3）通过管道（4）与喷头（5）相连接，所述喷头（5）设置在灾害要素接受装置（8）的上方。

8.权利要求7所述的一种小型应急装备在多灾害作用下损坏模拟实验系统，其特征在于：所述喷头（5）的下方设有雨量计。

9.权利要求1所述的一种小型应急装备在多灾害作用下损坏模拟实验系统，其特征在于：所述测控系统包括位移传感器（11）、压力传感器（10）、称量装置（7）和计算机（1），所述位移传感器（11）设置在滑道（12）内，所述压力传感器（10）设置在承灾载体的外表面及灾害要素接受装置（8）内，所述称量装置（7）设置在灾害要素接受装置（8）下方，所述位移传感器（11）、压力传感器（10）和称量装置（7）分别通过数据线与计算机（1）相连接。

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