CN113628518A - 一种动水环境下可变河道形态的滑坡涌浪传播试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种动水环境下可变河道形态的滑坡涌浪传播试验装置，包括控制器、循环水池、人工河道和试验装置主体，人工河道和试验装置主体分别设置于循环水池内；控制器分别电连接循环水池、人工河道和试验装置主体，循环水池用于在人工河道内模拟流动状态的河流并将流速数据发送至控制器；人工河道用于模拟不同坡度的河岸并将坡度数据发送至控制器；控制器用于分别根据流速数据和坡度数据控制试验装置主体启动，以使试验装置主体进行涌浪传播试验。本发明提出技术方案中通过控制器对人工河道的进行不同坡度的调整，使整个人工河道的每一段可以呈不同的倾斜角度，最大限度的模拟实际河道的复杂情况，这样使得涌浪传播试验的准确性有极大的提升。

Description

一种动水环境下可变河道形态的滑坡涌浪传播试验装置

技术领域

本发明涉及地质灾害及水利实验设备技术领域，特别涉及一种动水环境下可变河道形态的滑坡涌浪传播试验装置。

背景技术

滑坡涌浪是海洋、水库和河道中重要的灾害类型，可对水面上船只、及沿岸居民的生命和财产造成严重威胁。例如倍受关注的三峡库区监测预警型滑坡众多，175米蓄水后，水库的安全运营、航运及库区人民的生命财产安全是继三峡大坝安全建成后又一重大的现实问题。水库的建设对库岸滑坡的潜在威胁越来越大，大大增加了潜在滑坡的失稳和古老滑坡复活的概率，而水库滑坡引起的巨大涌浪是滑坡次生灾害中最严重的一种，水库库岸一旦出现大型高速滑坡，涌浪对长江航道和沿岸密集的城镇居民的生命安全将造成巨大的、不可估量的灾难。

涌浪特征是一个滑坡涌浪灾害评价的重要参数。国内外库岸滑坡涌浪的传播与爬坡规律分析通常采用模型试验、力学计算和数值模拟分析等方法进行计算。模型试验法是最常用的预测与规律分析方法，同时也是最快捷有效的评估方式。目前已有的滑坡涌浪模拟试验装置，试验变量比较单一，且在静水环境下实验、重点关注滑坡模型坡度、坡高等因素，未统筹考虑不同河谷河道形态特征的影响，尤其无变化型河道对涌浪传播影响的研究，试验建设的河岸坡度在建成如果需要再次调整，需要大规模修改，耗费大量人工成本，再者现在的试验用河道的两岸坡度都是同样的坡度，使得试验效果的准确性降低。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种动水环境下可变河道形态的滑坡涌浪传播试验装置，旨在解决试验用河道的河岸坡度调整困难、所耗人力成本高、无法精确把控的问题。

为实现上述目的，本发明提出的技术方案是：

一种动水环境下可变河道形态的滑坡涌浪传播试验装置，包括控制器、循环水池、人工河道和试验装置主体，所述人工河道和所述试验装置主体分别设置于所述循环水池内；所述控制器分别电连接所述循环水池、所述人工河道和所述试验装置主体，所述循环水池用于在所述人工河道内模拟流动状态的河流并将流速数据发送至所述控制器；所述人工河道用于模拟不同坡度的河岸并将坡度数据发送至所述控制器；所述控制器用于分别根据所述流速数据和所述坡度数据控制所述试验装置主体启动，以使所述试验装置主体进行涌浪传播试验。

优选的，所述人工河道包括两电控河岸，两所述电控河岸间隔设置，两所述电控河岸之间形成流动路径，所述流动路径用于供所述循环水池内的水经过，以使所述流动路径内模拟河水流动；所述控制器分别电连接所述电控河岸，所述控制器用于分别控制各所述电控河岸，以使所述电控河岸沿所述流动路径的流动方向形成若干不同坡度的斜坡。

优选的，所述电控河岸包括弹性防水层和若干斜板，各所述斜板沿所述流动路径依次设置，所述弹性防水层设置于各所述斜板面向所述流动路径的一侧，且所述弹性防水层贴合各所述斜板；所述弹性防水层背离所述流动路径的一侧设置若干固定座，各所述固定座分别铰接一所述斜板，所述斜板沿所述铰接端的转动方向垂直于所述流动路径；所述斜板背离所述弹性防水层的一侧设置升降结构，所述升降结构电连接所述控制器，所述控制器用于控制各所述升降结构分别升降对应的所述斜板，以使各所述斜板分别调整所述电控河岸的整体坡度。

优选的，所述弹性防水层的一端设置密封连接座，所述密封连接座沿所述流动路径的流动方向延伸，所述密封连接座用于配合所述弹性防水层阻挡所述流动路径内的水流入所述弹性防水层面向各所述斜板的一侧；所述弹性防水层的另一端设置若干连接夹，各所述连接夹沿所述密封连接座的延伸方向间隔设置，各所述连接夹用于可拆卸连接对应的所述斜板，以使所述弹性防水层可拆卸的固定于各所述斜板面向所述流动路径的一侧。

优选的，所述升降结构包括安装座、步进电机和支撑杆，所述支撑杆的其中一端和所述安装座铰接，所述支撑杆的另一端抵接所述斜板，所述支撑杆的转动方向平行于所述斜板的转动方向；所述步进电机的输出端连接所述支撑杆，所述控制器电连接所述步进电机，所述控制器用于控制所述步进电机驱动所述支撑杆转动，以使所述支撑杆推动所述斜板，将所述斜板的倾斜角度进行调整。

优选的，所述斜板背离所述弹性防水层的一侧开设滑槽，所述滑槽垂直于所述流动路径；所述支撑杆远离所述安装座的一端设置滚轮，所述滚轮的轴向垂直于所述滑槽，所述滚轮和所述滑槽滑动连接。

优选的，所述升降结构和所述斜板之间设置支撑结构，所述支撑结构用于限制所述斜板倾斜的最低角度。

优选的，所述支撑结构包括滑轨和电控滑座，所述电控滑座滑动设置于所述滑轨，所述滑轨的长度方向垂直于所述流动路径；所述滑轨开设若干限位插孔，各所述限位插孔沿所述滑轨的长度方向间隔设置；所述电控滑座背离所述滑轨的一侧设置支撑柱，所述支撑柱用于限制所述斜板的最低倾斜角度；所述电控滑座背离所述支撑柱的一侧设置伸缩器，所述伸缩器的伸缩端用于插入其中一所述限位插孔，以使所述电控滑座和所述滑轨的相对位置固定；所述控制器分别电连接所述伸缩器和所述电控滑座，所述控制器用于控制所述电控滑座滑动至所述滑轨指定位置，再控制所述伸缩器的伸缩端插入对应的所述限位插孔，以使所述电控滑座的相对位置固定后通过所述支撑柱限制所述斜板的倾斜角度。

优选的，所述支撑柱背离所述电控滑座的一端设置柔性层，且所述柔性层面向所述斜板的一侧呈倾斜状。

与现有技术相比，本发明至少具备以下有益效果：

通过控制器对人工河道的进行不同坡度的调整，使整个人工河道的每一段可以呈不同的倾斜角度，最大限度的模拟实际河道的复杂情况，大幅降低了成本，这样使得涌浪传播试验的准确性及试验效率有极大的提升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一种动水环境下可变河道形态的滑坡涌浪传播试验装置一实施例的结构示意图；

图2为图1去除弹性防水层的结构示意图；

图3为电控河岸的结构示意图。

附图标号说明：

1-循环水池；11-蓄水箱；12-进水管；13-出水管；14-水泵；15-电控阀；

2-人工河道；21-流动路径；

3-电控河岸；31-弹性防水层；32-斜板；33-固定座；34-密封连接座；35-滑槽；

4-升降结构；41-安装座；42-步进电机；43-支撑杆；44-滚轮；45-升降器；

5-支撑结构；51-滑轨；52-电控滑座；53-支撑柱；54-伸缩器；55-柔性层；

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种动水环境下可变河道形态的滑坡涌浪传播试验装置。

如图1至图3所示的一种动水环境下可变河道形态的滑坡涌浪传播试验装置，包括控制器(图中未示出)、循环水池1、人工河道2和试验装置主体(图中未示出)，人工河道2和试验装置主体分别设置于循环水池1内；控制器分别电连接循环水池1、人工河道2和试验装置主体，循环水池1用于在人工河道2内模拟流动状态的河流并将流速数据发送至控制器；人工河道2用于模拟不同坡度的河岸并将坡度数据发送至控制器；控制器用于分别根据流速数据和坡度数据控制试验装置主体启动，以使试验装置主体进行涌浪传播试验。

具体的，循环水池1包括蓄水箱11、多个进水口、多个出水口、进水管12和出水管13，蓄水箱11中的水经过进水管12流至进水口，经进水口均匀分配后稳定流入人工河道一端，后从人工河道另一端经若干个出水口稳定流出。进水口连通人工河道2的其中一端，出水口连通人工河道2的另一端；进水管12的其中一端连接进水口，进水管12的另一端连通蓄水箱11；出水管13的其中一端连接出水口，出水管13的另一端连通蓄水箱11；进水管12和出水管13分别设置水泵14和电控阀15，控制器分别电连接各水泵14和各电控阀15。

具体的，控制器用于分别控制各水泵14和各电控阀15，以使进水口的流量大于出水口的流量，以使人工河道2中水面上涨模拟涨水的情况。

具体的，控制器用于分别控制各水泵14和各电控阀15，控制人工河道2中水流变化，以使用户根据不同的流速进行不同的试验获取各种试验数据。

通过控制器对人工河道2的进行不同坡度的调整，使整个人工河道2的每一段可以呈不同的倾斜角度，最大限度的模拟实际河道的复杂情况，并且节约人力成本，这样使得涌浪传播试验的准确性及试验效率有极大的提升。

人工河道2包括两电控河岸3，两电控河岸3间隔设置，两电控河岸3之间形成流动路径21，流动路径21用于供循环水池1内的水经过，以使流动路径21内模拟河水流动；控制器分别电连接电控河岸3，控制器用于分别控制各电控河岸3，以使电控河岸3沿流动路径21的流动方向形成若干不同坡度的斜坡。控制器分别控制电控河岸3，这样使得两电控河岸3可以呈现不同的坡度，使得试验效果的准确性上升。

具体的，两电控河岸3对称设置。

电控河岸3包括弹性防水层31和若干斜板32，各斜板32沿流动路径21依次设置，弹性防水层31设置于各斜板32面向流动路径21的一侧，且弹性防水层31贴合各斜板32；弹性防水层31背离流动路径21的一侧设置若干固定座33，各固定座33分别铰接一斜板32，斜板32沿铰接端的转动方向垂直于流动路径21；斜板32背离弹性防水层31的一侧设置升降结构4，升降结构4电连接控制器，控制器用于控制各升降结构4分别升降对应的斜板32，以使各斜板32分别调整电控河岸3的整体坡度。弹性防水层31贴合各斜板32，升降结构4通过升降各斜板32调整倾斜度，使得弹性防水层31呈不规则的倾斜，保证电控河岸3可以最大限度的模拟真实河岸。

具体的，弹性防水层31分别可拆卸连接循环水池1设置出水口的侧壁和设置进水口的侧壁，这样可以避免人工河道2内的水流入至弹性防水层31的另一侧。

弹性防水层31的一端设置密封连接座34，密封连接座34沿流动路径21的流动方向延伸，密封连接座34用于配合弹性防水层31阻挡流动路径21内的水流入弹性防水层31面向各斜板32的一侧；弹性防水层31的另一端设置若干连接夹，各连接夹沿密封连接座34的延伸方向间隔设置，各连接夹用于可拆卸连接对应的斜板32，以使弹性防水层31可拆卸的固定于各斜板32面向流动路径21的一侧。密封连接座34的设置可以避免水侵人至弹性隔水层31的另一侧。

具体的，各斜板32远离固定座33的一侧设置挂钩，连接夹为挂环，弹性防水层31通过挂环和挂钩可拆卸连接，以使弹性防水层31固定于各斜板32面向流动路径21的一侧。

升降结构4包括安装座41、步进电机42和支撑杆43，支撑杆43的其中一端和安装座41铰接，支撑杆43的另一端抵接斜板32，支撑杆43的转动方向平行于斜板32的转动方向；步进电机42的输出端连接支撑杆43，控制器电连接步进电机42，控制器用于控制步进电机42驱动支撑杆43转动，以使支撑杆43推动斜板32，将斜板32的倾斜角度进行调整。通过步进电机42控制支撑杆43转动可以有效的微调斜板32的倾斜角度。

斜板32背离弹性防水层31的一侧开设滑槽35，滑槽35垂直于流动路径21；支撑杆43远离安装座41的一端设置滚轮44，滚轮44的轴向垂直于滑槽35，滚轮44和滑槽35滑动连接。滑槽35和滚轮44的设置便于支撑杆43推动斜板32。

具体的，支撑杆43和斜板32之间设置升降器45，升降器45的升降端开设收纳槽，控制器电连接升降器45，控制器用于根据步进电机42的转动幅度控制升降器45的升降端升降，以使升降端支撑支撑杆43，避免支撑杆43的支撑压力过大。

升降结构4和斜板32之间设置支撑结构5，支撑结构5用于限制斜板32倾斜的最低角度。

支撑结构5包括滑轨51和电控滑座52，电控滑座52滑动设置于滑轨51，滑轨51的长度方向垂直于流动路径21；滑轨51开设若干限位插孔，各限位插孔沿滑轨51的长度方向间隔设置；电控滑座52背离滑轨51的一侧设置支撑柱53，支撑柱53用于限制斜板32的最低倾斜角度；电控滑座52背离支撑柱53的一侧设置伸缩器54，伸缩器54的伸缩端用于插入其中一限位插孔，以使电控滑座52和滑轨51的相对位置固定；控制器分别电连接伸缩器54和电控滑座52，控制器用于控制电控滑座52滑动至滑轨51指定位置，再控制伸缩器54的伸缩端插入对应的限位插孔，以使电控滑座52的相对位置固定后通过支撑柱53限制斜板32的倾斜角度。支撑结构5用于升降结构4出现失误时支撑斜板32，避免斜板32完全倾倒，导致整个人工河道2中的水漏出和弹性防水层31破碎。

支撑柱53背离电控滑座52的一端设置柔性层55，且柔性层55面向斜板32的一侧呈倾斜状。柔性层55可以避免支撑柱53和斜板32刚性接触。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种动水环境下可变河道形态的滑坡涌浪传播试验装置，其特征在于，包括控制器、循环水池、人工河道和试验装置主体，所述人工河道和所述试验装置主体分别设置于所述循环水池内；所述控制器分别电连接所述循环水池、所述人工河道和所述试验装置主体，所述循环水池用于在所述人工河道内模拟流动状态的河流并将流速数据发送至所述控制器；所述人工河道用于模拟不同坡度的河岸并将坡度数据发送至所述控制器；所述控制器用于分别根据所述流速数据和所述坡度数据控制所述试验装置主体启动，以使所述试验装置主体进行涌浪传播试验。

2.根据权利要求1所述的一种动水环境下可变河道形态的滑坡涌浪传播试验装置，其特征在于，所述人工河道包括两电控河岸，两所述电控河岸间隔设置，两所述电控河岸之间形成流动路径，所述流动路径用于供所述循环水池内的水经过，以使所述流动路径内模拟河水流动；所述控制器分别电连接所述电控河岸，所述控制器用于分别控制各所述电控河岸，以使所述电控河岸沿所述流动路径的流动方向形成若干不同坡度的斜坡。

3.根据权利要求2所述的一种动水环境下可变河道形态的滑坡涌浪传播试验装置，其特征在于，所述电控河岸包括弹性防水层和若干斜板，各所述斜板沿所述流动路径依次设置，所述弹性防水层设置于各所述斜板面向所述流动路径的一侧，且所述弹性防水层贴合各所述斜板；所述弹性防水层背离所述流动路径的一侧设置若干固定座，各所述固定座分别铰接一所述斜板，所述斜板沿所述铰接端的转动方向垂直于所述流动路径；所述斜板背离所述弹性防水层的一侧设置升降结构，所述升降结构电连接所述控制器，所述控制器用于控制各所述升降结构分别升降对应的所述斜板，以使各所述斜板分别调整所述电控河岸的整体坡度。

4.根据权利要求3所述的一种动水环境下可变河道形态的滑坡涌浪传播试验装置，其特征在于，所述弹性防水层的一端设置密封连接座，所述密封连接座沿所述流动路径的流动方向延伸，所述密封连接座用于配合所述弹性防水层阻挡所述流动路径内的水流入所述弹性防水层面向各所述斜板的一侧；所述弹性防水层的另一端设置若干连接夹，各所述连接夹沿所述密封连接座的延伸方向间隔设置，各所述连接夹用于可拆卸连接对应的所述斜板，以使所述弹性防水层可拆卸的固定于各所述斜板面向所述流动路径的一侧。

5.根据权利要求3所述的一种动水环境下可变河道形态的滑坡涌浪传播试验装置，其特征在于，所述升降结构包括安装座、步进电机和支撑杆，所述支撑杆的其中一端和所述安装座铰接，所述支撑杆的另一端抵接所述斜板，所述支撑杆的转动方向平行于所述斜板的转动方向；所述步进电机的输出端连接所述支撑杆，所述控制器电连接所述步进电机，所述控制器用于控制所述步进电机驱动所述支撑杆转动，以使所述支撑杆推动所述斜板，将所述斜板的倾斜角度进行调整。

6.根据权利要求5所述的一种动水环境下可变河道形态的滑坡涌浪传播试验装置，其特征在于，所述斜板背离所述弹性防水层的一侧开设滑槽，所述滑槽垂直于所述流动路径；所述支撑杆远离所述安装座的一端设置滚轮，所述滚轮的轴向垂直于所述滑槽，所述滚轮和所述滑槽滑动连接。

7.根据权利要求3-6任一所述的一种动水环境下可变河道形态的滑坡涌浪传播试验装置，其特征在于，所述升降结构和所述斜板之间设置支撑结构，所述支撑结构用于限制所述斜板倾斜的最低角度。

8.根据权利要求7所述的一种动水环境下可变河道形态的滑坡涌浪传播试验装置，其特征在于，所述支撑结构包括滑轨和电控滑座，所述电控滑座滑动设置于所述滑轨，所述滑轨的长度方向垂直于所述流动路径；所述滑轨开设若干限位插孔，各所述限位插孔沿所述滑轨的长度方向间隔设置；所述电控滑座背离所述滑轨的一侧设置支撑柱，所述支撑柱用于限制所述斜板的最低倾斜角度；所述电控滑座背离所述支撑柱的一侧设置伸缩器，所述伸缩器的伸缩端用于插入其中一所述限位插孔，以使所述电控滑座和所述滑轨的相对位置固定；所述控制器分别电连接所述伸缩器和所述电控滑座，所述控制器用于控制所述电控滑座滑动至所述滑轨指定位置，再控制所述伸缩器的伸缩端插入对应的所述限位插孔，以使所述电控滑座的相对位置固定后通过所述支撑柱限制所述斜板的倾斜角度。

9.根据权利要求8所述的一种动水环境下可变河道形态的滑坡涌浪传播试验装置，其特征在于，所述支撑柱背离所述电控滑座的一端设置柔性层，且所述柔性层面向所述斜板的一侧呈倾斜状。

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