CN204435307U - 一种研究滑坡涌浪传播规律及其对大坝寿命预测的模型 - Google Patents

Abstract

一种研究滑坡涌浪传播规律及其对大坝寿命预测的模型，包括底板，在底板上设有二条相互平行的滑槽，二条滑槽之间形成引水道，矩形水槽设在引水道的一端，高速摄影机、浪高仪、水位测针设在引水道一侧或二侧，矩形水槽内设混凝土重力坝，矩形水槽上设有第一压力传感器，混凝土重力坝上设有第二压力传感器；河道槽壁包括多块挡板，每块挡板上分别设有固定轴，固定轴一端设在滑槽内、并能在滑槽内转动，相邻的挡板之间通过转动轴连接；高速摄影机、浪高仪、水位测针、第一压力传感器、第二压力传感器分别与数据接收器电性连接。本实用新型的优点在于，方便进行不同条件下的滑坡涌浪传播规律及其对大坝寿命预测的研究。

Description

一种研究滑坡涌浪传播规律及其对大坝寿命预测的模型

技术领域

本实用新型属于水利工程领域，尤其涉及一种研究滑坡涌浪传播规律及其对大坝寿命预测的模型。

背景技术

在水利工程中，由于全球全球气候变暖所导致的极端降水情况引起的水库库岸滑坡时有发生，滑坡入水激起的涌浪容易给航道工程、港口以及水利设施、附近地区人民生命财产等造成较大的地质灾害。大型高速滑坡产生的涌浪不但在河道上下游传播并造成及时性伤害，更严重的是涌浪的传播和迭加有可能会造成洪水、漫坝等水库失事事故以及航道堵塞、船舶翻沉等事故。

大坝修建后，受到温度、湿度、荷载等多因素影响，材料性能会劣化，混凝土材料的强度、刚度及抗力会随损伤累积而衰减，最终会导致结构的性能和寿命降低，甚至发生破坏。如果极端降水引发洪水，同时若库区伴有滑坡发生，一旦短时间形成的高水位与滑坡涌浪产生水波耦合叠加，除了可能会引起漫顶事故以外，高速的流动水体和冲击波还可能对大坝结构安全造成进一步的动力损害。如果大坝不能承受上述荷载而发生破坏，后果会不堪设想。

一旦大型水库蓄水，由于受到水库高水位及其运行效应的影响，库区内部本身具有地质隐患的斜坡很可能会暴露成灾，形成大面积的边坡塌滑和库水涌浪。2003年7月发生在三峡库区的千将坪滑坡就是由水库蓄水诱发所致，滑坡最高涌浪达到39m，在水库传播达到30km之远，造成了大量人员伤亡与财产损失。在库区发生滑坡时，巨大山体在短时间内高速滑入水中，将会激起巨大的涌浪和爬高，从而会毁坏船只，造成人员伤亡，还可能击毁各种建筑物。这在国内外已经有许多先例。

 目前国内外对库区滑坡涌浪形成的机理和预防大坝损伤以及延长大坝寿命措施的研究不在少数，但是在传统滑坡模型中更多的是将滑坡体视为刚体，没有考虑滑坡体，水体，气体之间相互作用的问题，在研究滑坡涌浪父方面也多集中在自由河道来探讨滑坡入水后水波在自由平直河道内的沿程传播问题而没有研究一端相对封闭（下游大坝），一端相对自由的弯曲河道涌浪传播问题，更没有研究涌浪受不规则边界约束来回随机振荡和涌浪对大坝的冲击反射问题。

发明内容

本实用新型提供了一种研究滑坡涌浪传播规律及其对大坝寿命预测的模型，可以改变河道（引水道）的形状，控制河道（引水道）内的水流速度和冲击力，方便进行滑坡入水形成的巨大涌浪在河道中传播特性及其对大坝冲击损伤破坏及寿命预测进行系统的研究。

解决以上技术问题的技术方案为，一种研究滑坡涌浪传播规律及其对大坝寿命预测的模型包括底板，在底板上设有二条相互平行的滑槽，二条滑槽之间形成引水道，矩形水槽设在引水道的一端，高速摄影机、浪高仪、水位测针设在引水道一侧或二侧，矩形水槽内设混凝土重力坝，矩形水槽上设有第一压力传感器，混凝土重力坝上设有第二压力传感器；

河道槽壁包括多块挡板，每块挡板上分别设有固定轴，固定轴一端设在滑槽内、并能在滑槽内转动，相邻的挡板之间通过转动轴连接；

高速摄影机、浪高仪、水位测针、第一压力传感器、第二压力传感器分别与数据接收器电性连接。

进一步讲，模型的底板上还设有进水装置，进水装置有一端设在引水道内。

还可以，进水装置包括支架，及设在支架上端的滑动板，滑动板能在支架上转动。 

进一步讲，相邻挡板之间设转动部件固定板，转动部件固定板包括横截面为H型固定体、及设在H型固定体边缘的软胶片，H型固定体套在转动轴上。

进一步讲，固定轴下部设有螺丝，滑槽的固定孔内壁上设有螺纹，固定轴下部螺丝能旋入滑槽的固定孔内。

进一步讲，固定轴从挡板中间穿过、与挡板内壁不相接触，在固定轴上端设有下压块，下压块与固定轴上端螺丝连接，旋转下压块能将挡板紧压在滑槽上。

    本实用新型的优点在于，河道槽壁是由几块钢板通过几个转动轴、几个转动部件固定板连接，因此该模型一大特点是河槽形状可以按照试验要求随意变化，既可以变成直河道水槽又可以变成弯曲河道水槽，还可以变成非对称的水槽；支架与滑动板位置关系可以调整，进入引水道的水通过滑动板滑入，滑动板的角度的调整，可以改变进入引水道水流的角度，通过角度的调整可以控制引水道内水流的速度与冲击力。

附图说明

 图1示出了本实用新型优选实施例提供的研究滑坡涌浪传播规律及其对大坝寿命预测的模型的结构示意图。

图2是进水装置优选结构示意图。

图3是河道槽壁分解示意图。

图4是河道槽壁组合示意图。

图5是固定轴与滑槽优选连接示意图。

 图中：进水装置1、滑槽2、河道槽壁3、高速摄影机4、浪高仪5、水位测针6、第一压力传感器7、矩形水槽8、第二压力传感器9、混凝土重力坝10、堆料场11、仪器台12、支架13、滑动板14、绳子15、固定轴16、转动轴17、转动部件固定板18、1螺丝19、下压块20、底板21。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、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的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

如图1中，一种研究滑坡涌浪传播规律及其对大坝寿命预测的模型包括底板21，在底板21上设有二条相互平行的滑槽2，二条滑槽2之间形成引水道（河道），引水道的一端设有矩形水槽8、另一端设有进水装置1，高速摄影机4、浪高仪5、水位测针6设在引水道一侧或二侧，矩形水槽8内设混凝土重力坝10，矩形水槽8上设有第一压力传感器7，混凝土重力坝10上设有第二压力传感器9，优选的，底板式1上还设有堆料场11，堆料场11上放置滑坡的组成物质，滑坡的组成物质主要包括粘土、粉质粘土、碎石、块石，基于本实验研究的是岩土混合型滑坡，因此结合实际经验，选取土石比2.2:1，模型滑坡体碎石块粒径为0.6mm~60mm，工作时，将堆料场11的滑坡的组成物质放入引水道模拟滑坡。

如图2中，进水装置1包括支架13，及设在支架13上端的滑动板14，滑动板14在绳子15的牵引下，能在支架13上转动，改变滑动板上14的角度，支架13设在移动小车上，移动小车能带动支架13移动，滑动板14下部会延伸到引水道当中，并留一定的距离让其不触及引水道底部。

如图3中，河道槽壁3包括多块挡板，每块挡板上设有固定轴16，固定轴16一端设在滑槽2内、并能在滑槽2内转动，相邻的挡板之间通过转动轴17连接，优选的如图4中，相邻的挡板之间设有转动部件固定板18，转动部件固定板18包括横截面为H型固定体、及设在H型固定体边缘的软胶片，H型固定体套在转动轴17上。

如图5中，固定轴16从挡板中间穿过、与挡板内壁不相接触，固定轴16下部设有螺丝19或是在螺丝19上设有挡杆，滑槽2的固定孔内壁上设有螺纹与螺丝19螺纹连接或是挡杆的长度大于固定孔开口直径，固定轴16下部螺丝19能旋入滑槽2的固定孔内，或是挡杆能在在固定开口中转动，固定轴16上端设有下压块20，下压块20与固定轴16上端螺丝连接，旋转下压块20能将挡板紧压在滑槽2上，工作时，先将挡板之间的角度调整好后（能按照试验要求随意变化，既可以变成直河道水槽又可以变成弯曲河道水槽），旋转下压块20，通过下压块20在固定轴16的移动，使挡板与滑槽2紧密接触，减少二者之间的缝隙，最后整体河道用薄膜贴在内壁来挡水和防水泄露，从而完成河道（引水道）调节的模型布置。

高速摄影机4、浪高仪5、水位测针6、第一压力传感器7、第二压力传感器8分别与数据接收器12电性连接，工作时，数据接收器12接收高速摄影机4、浪高仪5、水位测针6、第一压力传感器7、第二压力传感器8的数据并储存，便于进行后续的验试分析。

以上所述的仅为本实用新型的优选实施例，所应理解的是，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法和核心思想，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本实用新型的思想和原则之内做的任何修改、等同替换等等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种研究滑坡涌浪传播规律及其对大坝寿命预测的模型，其特征在于，所述模型包括底板（21），在底板（21）上设有二条相互平行的滑槽（2），二条滑槽（2）之间形成引水道，矩形水槽（8）设在引水道的一端，高速摄影机（4）、浪高仪（5）、水位测针（6）设在引水道一侧或二侧，矩形水槽（8）内设混凝土重力坝（10），矩形水槽（8）上设有第一压力传感器（7），混凝土重力坝（10）上设有第二压力传感器（9）；

河道槽壁（3）包括多块挡板，每块挡板上分别设有固定轴（16），固定轴（16）一端设在滑槽（2）内、并能在滑槽（2）内转动，相邻的挡板之间通过转动轴（17）连接；

所述高速摄影机（4）、浪高仪（5）、水位测针（6）、第一压力传感器（7）、第二压力传感器（8）分别与数据接收器（12）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种研究滑坡涌浪传播规律及其对大坝寿命预测的模型，其特征在于：所述模型的底板（21）上还设有进水装置（1），进水装置（1）有一端设在引水道内。

3.根据权利要求2所述的一种研究滑坡涌浪传播规律及其对大坝寿命预测的模型，其特征在于：所述进水装置（1）包括支架（13），及设在支架（13）上端的滑动板（14），滑动板（14）能在支架（13）上转动。

4.根据权利要求1所述的一种研究滑坡涌浪传播规律及其对大坝寿命预测的模型，其特征在于：相邻挡板之间设转动部件固定板（18），转动部件固定板（18）包括横截面为H型固定体、及设在H型固定体边缘的软胶片，H型固定体套在转动轴（17）上。

5.根据权利要求1所述的一种研究滑坡涌浪传播规律及其对大坝寿命预测的模型，其特征在于：所述固定轴（16）下部设有螺丝（19），滑槽（2）的固定孔内壁上设有螺纹，固定轴（16）下部螺丝（19）能旋入滑槽（2）的固定孔内。

6.根据权利要求1所述的一种研究滑坡涌浪传播规律及其对大坝寿命预测的模型，其特征在于：所述固定轴（16）从挡板中间穿过、与挡板内壁不相接触，在固定轴（16）上端设有下压块（20），下压块（20）与固定轴（16）上端螺丝连接，旋转下压块（20）能将挡板紧压在滑槽（2）上。