CN113552317A - 一种崩塌滑坡、涌浪、堵江灾害链生成全过程试验装置及试验方法 - Google Patents
一种崩塌滑坡、涌浪、堵江灾害链生成全过程试验装置及试验方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种崩塌滑坡、涌浪、堵江灾害链生成全过程试验装置，包括滑坡试验坡面板、底部带滚轮的河谷试验槽、对岸试验坡面板、储水装置及观测装置，所述滑坡试验坡面板上表面铺设土工布，并设置测速仪，河谷试验槽的另一端与对岸试验坡面板相铰接；滑坡试验坡面板、对岸试验坡面板的底部均设有可伸缩的支撑装置；对岸试验坡面板的上端面设置有对岸滑坡体；储水装置的出水口与河谷试验槽的进水口相通，所述滑坡试验坡面板的上部还设置有崩滑体放置释放装置，崩滑体放置释放装置上设有崩滑模拟块体组件，可以直观地观察涌浪沿河岸传播过程或堵江成坝过程，同时可以高效地得到滑坡入水速度、涌浪高度、涌浪传播速度等信息。
Description
技术领域
本发明属于土木建筑、工程地质、水利水电、交通等岩土工程与防灾减灾工程技术领域，具体涉及一种崩塌滑坡、涌浪、堵江灾害链生成全过程试验装置及试验方法。
背景技术
我国西部地区深切峡谷地质环境复杂，江河纵横，地震、降雨与工程扰动作用下崩塌滑坡等地质灾害发生的风险极高，这些失稳岩土体进入江河很可能诱发涌浪甚至堵江形成堰塞湖，严重威胁上下游基础设施与人民财产的安全。
目前研究崩塌滑坡诱发涌浪/堵江的手段主要有数值计算法、经验公式法和物理模型试验法，其中物理模型试验法是最直观且可靠的方法。但是目前研究滑坡涌浪的物理模型试验装置和测试方法较少，且在以下几个方面尚待提高：一是当前研究大多针对滑坡体或崩塌体诱发涌浪/堵江灾害进行独立研究，实际上高山峡谷地区，链生灾害涵盖了岩土体渐进破坏—崩滑启动—碰撞解体—弹跳滑动—入汇顶托—撞击制动—堵江成坝多个作用阶段；二是当前在研究不同崩滑体入水速度对涌浪、堵江灾害的影响时，岸坡与河道的相对位置保持不变，不能用于反映一些复杂地段崩滑涌浪堵江成因机制。
发明内容
针对上述问题，本发明要解决的是目前研究崩塌滑坡诱发涌浪/堵江测试方法不能体现多个作用阶段不能反映一些复杂地段崩滑涌浪堵江成因机制的问题。
为了实现上述目的，本发明涉及一种崩塌滑坡、涌浪、堵江灾害链生成全过程试验装置，包括滑坡试验坡面板、底部带滚轮的河谷试验槽、对岸试验坡面板、储水装置及观测装置，所述滑坡试验坡面板上表面铺设土工布，滑坡试验坡面板的下端与河谷试验槽一端相铰接且在铰接处设置测速仪，河谷试验槽的另一端与对岸试验坡面板相铰接；滑坡试验坡面板、对岸试验坡面板的底部均设有可伸缩的支撑装置，对岸试验坡面板的上端面设置有对岸滑坡体；
储水装置的出水口与河谷试验槽的进水口相通，观测装置布置于滑坡试验坡面板、河谷试验槽、对岸试验坡面板的侧边，所述滑坡试验坡面板的上部还设置有崩滑体放置释放装置，崩滑体放置释放装置上设有崩滑模拟块体组件，崩滑模拟块体组件由多个不同大小的崩滑模拟块体组成。
进一步的，所述河谷试验槽的截面呈U型或V型。
进一步的，所述河谷试验槽底部铺设泥沙、碎石及土体。
进一步的，所述河谷试验槽上方布置有波高仪。
进一步的，崩滑体放置释放装置包括托板及设置在托板上的挡板。
进一步的，所述储水装置为下端带开口的储水箱。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
(1)本发明的崩塌滑坡、涌浪、堵江灾害链生成全过程试验装置，通过设置透明河道槽、波高仪和高速摄像机，可以直观地观察涌浪沿河岸传播过程或堵江成坝过程，同时可以高效地得到滑坡入水速度、涌浪高度、涌浪传播速度等信息；
(2)本发明的崩塌滑坡、涌浪、堵江灾害链生成全过程试验装置，河道槽底部装有滑轮，可用于调整河流和滑坡的相对距离、角度并固定；
(3)本发明的崩塌滑坡、涌浪、堵江灾害链生成全过程试验装置，通过遇水变色涂层上不同颜色交界处轮廓，通过取平均值可以计算涌浪在对岸的爬升高度；
(4)本发明的崩塌滑坡、涌浪、堵江灾害链生成全过程试验装置，河道槽底部铺设泥沙、碎石、土体等材料，同时与对岸斜面通过合页连接器无缝衔接，可以实现崩滑体入汇顶托—撞击制动—堵江成坝过程的综合试验。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的结构示意图(挡板未开启)；
图2为本发明较佳实施例的结构示意图(挡板开启)；
图3为本发明较佳实施例另一角度的结构示意图；
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-滑坡试验坡面板，2-河谷试验槽，22-波高仪，3-对岸试验坡面板，31-对岸滑坡体，4-储水装置，41-出水口，21-进水口，5-观测装置，6-崩滑体放置释放装置，61-托板，62-挡板，7-崩滑模拟块体组件，8-滑坡试验坡面板伸缩支撑装置，9-对岸试验坡面板伸缩支撑装置。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1：
请参考图1、图3，一种崩塌滑坡、涌浪、堵江灾害链生成全过程试验装置，包括滑坡试验坡面板1、底部带滚轮的河谷试验槽2、对岸试验坡面板3、储水装置4及观测装置5，所述滑坡试验坡面板1上表面铺设土工布，滑坡试验坡面板1的下端与河谷试验槽2一端相铰接且在铰接处设置测速仪，河谷试验槽2的另一端与对岸试验坡面板3相铰接；滑坡试验坡面板1、对岸试验坡面板3的底部均设有可伸缩的支撑装置，对岸试验坡面板3的上端面设置有土石混合体制作的对岸滑坡体31，可伸缩的支撑装置包括滑坡试验坡面板伸缩支撑装置8及对岸试验坡面板伸缩支撑装置9；河谷试验槽2截面呈U型或V型，其材质优选为透明材质；
所述储水装置4为下端带开口的储水箱。储水装置4的出水口41与河谷试验槽2的进水口21相通，观测装置5布置于滑坡试验坡面板1、河谷试验槽2、对岸试验坡面板3的侧边，所述滑坡试验坡面板1的上部还设置有崩滑体放置释放装置6，崩滑体放置释放装置6包括托板61及设置在托板上的挡板62。崩滑体放置释放装置6上设有崩滑模拟块体组件7，崩滑模拟块体组件7由多个不同大小的崩滑模拟块体组成。
实施例2：
与实施例1不同在于，作为优选的方案，为模拟深切峡谷地质现实情况，所述河谷试验槽2底部铺设泥沙、碎石及土体，河谷试验槽2上方布置有波高仪22，用于实时记录涌浪时的水面高度变化。
请参考图2、图3，上述崩塌滑坡、涌浪、堵江灾害链生成全过程试验装置的试验方法，包括如下步骤：
步骤1，将滑坡试验坡面板1、底部带滚轮的河谷试验槽2、对岸试验坡面板3进行拼装，彼此间通过合页相互铰接并通过密封胶进行防水处理，在斜面上固定一层防水土工布，河谷试验槽2底部铺设泥沙、碎石、土体材料，调整河道槽与滑坡相对位置后固定河谷试验槽2，在对岸试验坡面板3及对岸滑坡体31上涂上遇水变色涂层；
步骤2，将崩滑模拟块体组件7置于崩滑体放置释放装置6内，河谷试验槽2设置纵向高度差使河谷试验槽倾斜(倾斜的角度优选为5-70度)，保证河谷试验槽2中的水以一定速度稳定流动；
步骤3，在滑坡试验坡面板1、河谷试验槽2、对岸试验坡面板3周围架设摄像装置(例如高速相机)，河谷试验槽2与滑坡试验坡面板1铰接处布设测速仪，河谷试验槽2上方布置波高仪22，用于实时记录涌浪时的水面高度变化；
步骤4，开启崩滑体放置释放装置6的挡板62，崩滑模拟块体组件7在重力作用下，开始下滑，进入河谷试验槽2堆积成坝；
步骤5，对崩滑模拟块体进行标号，分别计算各个块体斜坡运移以及入水时的平均速度，记录碰撞前后块体速度变化，并对入水顺序进行记录；通过摄像装置、测速仪数据、波高仪数据、遇水图层颜色交界轮廓，记录和监测崩滑模拟块体入水过程、涌浪产生过程、涌浪传播过程(记录涌浪沿河流上游及下游方向的传播速度，涌浪传播速度为涌浪驻波波腹在传播方向上，河道槽两侧边界之间的距离与传播时间的比值)、堵江成坝过程，观察激起的涌浪对于对岸滑坡体31稳定性的影响，并计算崩滑模拟块体体入江速度、涌浪传播、对岸爬升高度、堰塞坝高度信息。
步骤6，在滑坡试验坡面板1、河谷试验槽2、对岸试验坡面板3之间取不同的角度，相对距离(滑坡试验坡面板和对岸试验坡面板下端可伸出河谷试验槽2两边的侧板)，河谷试验槽2纵向上取不同角度的情况下，重复步骤1-5，得到不同角度情况下的试验结果。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种崩塌滑坡、涌浪、堵江灾害链生成全过程试验装置，其特征在于：包括滑坡试验坡面板(1)、底部带滚轮的河谷试验槽(2)、对岸试验坡面板(3)、储水装置(4)及观测装置(5)，所述滑坡试验坡面板(1)上表面铺设土工布，滑坡试验坡面板(1)的下端与河谷试验槽(2)一端相铰接且在铰接处设置测速仪，河谷试验槽(2)的另一端与对岸试验坡面板(3)相铰接；滑坡试验坡面板(1)、对岸试验坡面板(3)的底部均设有可伸缩的支撑装置，对岸试验坡面板(3)的上端面设置有对岸滑坡体(31)；
储水装置(4)的出水口(41)与河谷试验槽(2)的进水口(21)相通，观测装置(5)布置于滑坡试验坡面板(1)、河谷试验槽(2)、对岸试验坡面板(3)的侧边，所述滑坡试验坡面板(1)的上部还设置有崩滑体放置释放装置(6)，崩滑体放置释放装置(6)上设有崩滑模拟块体组件(7)，崩滑模拟块体组件(7)由多个不同大小的崩滑模拟块体组成。
2.根据权利要求1所述的崩塌滑坡、涌浪、堵江灾害链生成全过程试验装置，其特征在于，所述河谷试验槽(2)的截面呈U型或V型。
3.根据权利要求1所述的崩塌滑坡、涌浪、堵江灾害链生成全过程试验装置，其特征在于，所述河谷试验槽(2)底部铺设泥沙、碎石及土体。
4.根据权利要求1所述的崩塌滑坡、涌浪、堵江灾害链生成全过程试验装置，其特征在于，所述河谷试验槽(2)上方布置有波高仪(22)。
5.根据权利要求1所述的崩塌滑坡、涌浪、堵江灾害链生成全过程试验装置，其特征在于，所述崩滑体放置释放装置(6)包括托板(61)及设置在托板上的挡板(62)。
6.根据权利要求1所述的崩塌滑坡、涌浪、堵江灾害链生成全过程试验装置，其特征在于，所述储水装置(4)为下端带开口的储水箱。
7.一种崩塌滑坡、涌浪、堵江灾害链生成全过程试验装置的试验方法，包括如下步骤：
步骤1，将滑坡试验坡面板(1)、底部带滚轮的河谷试验槽(2)、对岸试验坡面板(3)进行拼装，彼此间通过合页相互铰接并通过密封胶进行防水处理，在斜面上固定一层防水土工布，河谷试验槽(2)底部铺设泥沙、碎石、土体材料，调整河道槽与滑坡相对位置后固定河谷试验槽(2)，在对岸试验坡面板(3)及对岸滑坡体(31)上涂上遇水变色涂层；
步骤2，将崩滑模拟块体组件(7)置于崩滑体放置释放装置(6)内，河谷试验槽(2)设置纵向高度差使河谷试验槽倾斜；
步骤3，在滑坡试验坡面板(1)、河谷试验槽(2)、对岸试验坡面板(3)周围架设摄像装置，河谷试验槽(2)与滑坡试验坡面板(1)铰接处布设测速仪，河谷试验槽(2)上方布置波高仪(22)；
步骤4，开启崩滑体放置释放装置(6)的挡板(62)，崩滑模拟块体组件(7)在重力作用下开始下滑，进入河谷试验槽(2)堆积成坝；
步骤5，通过摄像装置、测速仪数据、波高仪数据、遇水图层颜色交界轮廓，记录崩滑模拟块体入水过程、涌浪产生过程、涌浪传播过程、堵江成坝过程，观察激起的涌浪对于对岸滑坡体稳定性的影响，并计算崩滑模拟块体体入江速度、涌浪传播、对岸爬升高度、堰塞坝高度信息。
8.根据权利要求7所述的崩塌滑坡、涌浪、堵江灾害链生成全过程试验装置的试验方法，其特征在于：所述步骤2中，河谷试验槽倾斜的角度为5-70度。
9.根据权利要求7所述的崩塌滑坡、涌浪、堵江灾害链生成全过程试验装置的试验方法，其特征在于：所述摄像装置为高速相机。
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| CN115294851A (zh) * | 2022-08-11 | 2022-11-04 | 河海大学 | 无外力下调节滑体高度的滑坡涌浪特征模拟装置及方法 |
| CN115326353A (zh) * | 2022-08-11 | 2022-11-11 | 河海大学 | 控制滑体堆积高度下局部淹没式滑坡涌浪模拟装置及方法 |
| CN115326353B (zh) * | 2022-08-11 | 2024-07-02 | 河海大学 | 控制滑体堆积高度下局部淹没式滑坡涌浪模拟装置及方法 |
| CN115294851B (zh) * | 2022-08-11 | 2024-08-20 | 河海大学 | 无外力下调节滑体高度的滑坡涌浪特征模拟装置及方法 |
| CN115825384A (zh) * | 2022-11-08 | 2023-03-21 | 浙江大学 | 一种用于模拟滑坡诱发堰塞体堵江的离心模型试验装置和方法 |
| CN115637673A (zh) * | 2022-12-23 | 2023-01-24 | 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所 | 一种冰崩型冰湖溃决涌浪生成及高度测量装置 |
| CN115662257A (zh) * | 2022-12-26 | 2023-01-31 | 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所 | 震后河道演变模拟试验装置 |
| CN115662257B (zh) * | 2022-12-26 | 2023-04-07 | 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所 | 震后河道演变模拟试验装置 |
| CN116718541A (zh) * | 2023-08-01 | 2023-09-08 | 中国地质科学院地质力学研究所 | 模拟地震扰动下高位滑坡三维动态可视化系统及方法 |
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Legal Events
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