CN211877973U - 一种地震与降雨耦合诱发黄土滑坡的模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种地震与降雨耦合诱发黄土滑坡的模拟装置，包括顶面敞开的模型箱、降雨系统、曲柄传动机构、电机和底座，所述底座上设置有转动杆，所述模型箱放置于转动杆上，所述模型箱的上方设置有降雨系统的水管，所述水管上沿水管长度方向设置多个喷头，所述模型箱的后部固定连接曲柄传动机构的动力输出端，所述曲柄传动机构的动力输入端与电机的输出轴连接；所述模型箱的箱体前壁为可拆卸的挡板，所述模型箱的前端底部倾斜设置有可拆卸的滑槽。本实用新型将造成滑坡的地震和降雨两种因素加以考虑，可模拟地震和降雨共同作用诱发的滑坡灾害，并通过不同坡面角度分析滑坡致灾的全过程信息，试验结果准确性高，结构简单，操作方便。
Description
技术领域
本实用新型属于滑坡模拟试验技术领域，尤其涉及一种地震与降雨耦合诱发黄土滑坡的模拟装置。
背景技术
滑坡是一种常见的破坏性较强的地质灾害，通过对滑坡过程的研究分析，可针对性的进行有效的防治。在滑坡灾害中，地震和降雨两种情况下均会诱发滑坡的发生，并且突发性和破坏性很强。
滑坡模拟试验研究中，现有的试验装置大多仅分析单一因素诱发的滑坡，并不能有效分析同时存在地震和降雨因素时诱发的滑坡现象，并且现有模拟地震作用的装置主要采用的是振动方式，而实际地震则主要是通过移动形成的波动来诱发滑坡灾害的发生。因此，通过振动方式不能有效反应实际地震造成的滑坡灾害，其模拟试验的结果准确性低。此外，现有的试验装置不能进行不同角度坡面滑体运动特征的研究，局限性较大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种地震与降雨耦合诱发黄土滑坡的模拟装置，旨在解决上述背景技术中现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种地震与降雨耦合诱发黄土滑坡的模拟装置，包括顶面敞开的模型箱、降雨系统、曲柄传动机构、电机和底座，所述底座上设置有转动杆，所述模型箱放置于转动杆上，所述模型箱的上方设置有降雨系统的水管，所述水管上沿水管长度方向设置多个喷头，所述模型箱的后部固定连接曲柄传动机构的动力输出端，所述曲柄传动机构的动力输入端与电机的输出轴连接；所述模型箱的箱体前壁为可拆卸的挡板，所述模型箱的前端底部倾斜设置有可拆卸的滑槽，所述滑槽的前端嵌套有可抽拉的延长槽。
优选地，所述降雨系统中设置有水箱，所述水箱中放置有水泵，所述水泵与水管连接，所述水管上设置有压力表和开关。
优选地，所述喷头为雾化喷头。
优选地，所述曲柄传动机构包括滑动杆、限位块及两个转动连接的曲柄连杆，所述滑动杆的一端固定连接于模型箱的后部，滑动杆的另一端与其中一个曲柄连杆的端部转动连接，另一个曲柄连杆的端部固定连接于电机的输出轴上，所述滑动杆上套有固定设置的限位块，所述滑动杆能在限位块中水平滑动。
优选地，所述底座的前后端分别竖向固定有短板，所述模型箱底部前后端中心位置处分别竖向固定有连接板，所述底座前后端的短板分别通过弹簧与模型箱底部前后端的连接板连接。
优选地，所述转动杆的两端转动连接于底座两侧固定的耳板上，所述底座上水平设置多个转动杆。
优选地，所述模型箱的箱体侧壁前端内侧竖向设有第一卡槽，所述挡板的两侧能插接于所述第一卡槽中。
优选地，所述模型箱的箱体侧壁为有机玻璃板。
优选地，所述滑槽的侧板的后端处竖向设有第二卡槽，所述第二卡槽能卡接于所述模型箱的箱体侧壁前端。
优选地，所述延长槽的底部设置有滚轮。
相比于现有技术的缺点和不足，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供的地震与降雨耦合诱发黄土滑坡的模拟装置，不仅结构简单、试验操作方便，而且将地震和降雨两种因素加以考虑，可模拟地震和降雨共同作用诱发的滑坡灾害，在模型箱的上方设置降雨系统，通过降雨系统向模型箱中的黄土斜坡模型进行降雨来模拟降雨作用，通过电机和曲柄传动机构驱动模型箱前后移动来模拟地震作用，在地震和降雨共同作用下，可观察分析模型箱中黄土斜坡模型发生滑坡的现象，试验结果准确性高。此外，本实用新型在模型箱前端设置长度可变的滑槽，通过改变滑槽的长度形成不同角度的坡面，可用以分析土体震动至液化后不同角度坡面滑体的滑速及变形等运动特征，进而分析黄土滑坡的运动致灾规律。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的地震与降雨耦合诱发黄土滑坡的模拟装置的结构示意图。
图2是本实用新型实施例提供的模型箱的结构示意图。
图3是本实用新型实施例提供的底座的结构示意图。
图4是本实用新型实施例提供的滑槽的结构示意图。
图中：1-模型箱；101-第一卡槽；102-有机玻璃板；2-挡板；3-滑槽；301- 延长槽；302-侧板；303-第二卡槽；4-水箱；5-水管；6-喷头；7-水泵；8-压力表；9-开关；10-滑动杆；11-限位块；12-曲柄连杆；13-电机；14-底座；15-转动杆；16-短板；17-弹簧；18-连接板；19-耳板；20-滚轮；21-黄土斜坡模型。
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，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参照图1，一种地震与降雨耦合诱发黄土滑坡的模拟装置，包括模型箱1、降雨系统、曲柄传动机构、电机13和底座14。模型箱1的结构参照图2，其顶面敞开，模型箱1的箱体前壁为可拆卸的挡板2，可拆卸挡板2的安拆结构如下：在模型箱1的箱体侧壁前端内侧竖向设置第一卡槽101，第一卡槽101的宽度与挡板2的宽度相适配，使挡板2的两侧能插接于第一卡槽101中。模型箱1的箱体侧壁为有机玻璃板102，模型箱1内制作黄土斜坡模型21，黄土斜坡模型21发生滑坡时可通过有机玻璃板102观察滑坡过程。模型箱1置于底座 14上，底座14的结构参照图3，底座14的两侧边缘处固定有耳板19，转动杆15的两端转动安装于两侧的耳板19上，底座14上可水平设置多个平行的转动杆15，模型箱1放置于转动杆15上，转动杆15的长度方向与模型箱1的移动方向垂直，模型箱1在转动杆15上前后移动，通过转动杆15以减少模型箱1 移动过程中的摩擦。另外，为了减少模型箱1前后移动的冲击性，在底座14的前后端分别竖向固定短板16，两短板16的中间位置处分别通过固定环连接有弹簧17，对应的，在模型箱1的底部前后端中心位置处分别竖向固定连接板 18，底座14前后端的短板16分别通过弹簧17与模型箱1底部前后端的连接板 18连接，地震作用试验过程中通过弹簧17对模型箱1进行缓冲。
模拟装置中设有降雨系统，包括水箱4、水管5和水泵7，水泵7置于水箱 4中，水泵7与水管5连接，水管5上设置压力表8和开关9，水管5设置于模型箱1的上方，为模型箱1中的黄土斜坡模型21提供降雨作用。沿水管5的长度方向设置多个喷头6，喷头6可采用雾化喷头，以提高模拟降雨的效果，雾化喷头可模拟1mm/h-50mm/h降雨。
模型箱1的前后运动通过曲柄传动机构和电机13来实现，曲柄传动机构包括滑动杆10、限位块11及两个曲柄连杆12，限位块11固定设置，具体可通过支架固定于地面上，限位块11上设有通孔，滑动杆10穿过通孔使限位块11 套接于滑动杆10上，并且滑动杆10能在限位块11中水平滑动。滑动杆10的一端固定连接于模型箱1的后部，另一端与其中一个曲柄连杆的端部转动连接，该曲柄连杆的另一端与第二个曲柄连杆的一端转动连接，第二个曲柄连杆的另一端固定连接于电机13的输出轴上，通过电机13输出轴的转动带动第二个曲柄连杆转动，第二个曲柄连杆带动第一个曲柄连杆运动，进而带动滑动杆10 在限位块11的作用下水平运动，实现模型箱1的水平运动。
模型箱1的前端底部倾斜设置有可拆卸的滑槽3，滑槽的前端嵌套有可抽拉的延长槽301，即后端部分的滑槽侧板302及底板为中空结构，延长槽301 嵌套于滑槽3的前端，通过拉伸延长槽301的长度使整个滑槽3的长度发生变化，不同长度的滑槽3连接至模型箱1前端底部后形成不同角度的坡面，可用以分析土体震动至液化后不同角度坡面滑体的滑速及变形等运动特征，进而分析黄土滑坡的运动致灾规律。模型箱1在模拟震动作用进行前后移动时，为方便滑槽3及延长槽301随同模型箱1前后移动，在滑槽前端底部设置有滚轮20，滑槽3的侧板302的后端处竖向设有第二卡槽303，第二卡槽303能卡接于模型箱1的箱体侧壁前端。制作黄土斜坡模型21前，不安装滑槽3，将挡板2插接于模型箱1前端，进行黄土斜坡模型21的制作，制作好后进行模拟试验时，取掉挡板2，将滑槽3通过第二卡槽303卡接于模型箱1的前端底部，进行降雨，曲柄传动机构运动模拟水平地震作用，记录降雨量和模型箱1运动速度，黄土斜坡模型21失稳滑动后滑入滑槽3中，通过模型箱1侧壁的有机玻璃102 能观察到黄土斜坡模型21失稳滑动的全过程。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种地震与降雨耦合诱发黄土滑坡的模拟装置，其特征在于，包括顶面敞开的模型箱、降雨系统、曲柄传动机构、电机和底座，所述底座上设置有转动杆，所述模型箱放置于转动杆上，所述模型箱的上方设置有降雨系统的水管，所述水管上沿水管长度方向设置多个喷头，所述模型箱的后部固定连接曲柄传动机构的动力输出端，所述曲柄传动机构的动力输入端与电机的输出轴连接；所述模型箱的箱体前壁为可拆卸的挡板，所述模型箱的前端底部倾斜设置有可拆卸的滑槽，所述滑槽的前端嵌套有可抽拉的延长槽。
2.如权利要求1所述的地震与降雨耦合诱发黄土滑坡的模拟装置，其特征在于，所述降雨系统中设置有水箱，所述水箱中放置有水泵，所述水泵与水管连接，所述水管上设置有压力表和开关。
3.如权利要求1所述的地震与降雨耦合诱发黄土滑坡的模拟装置，其特征在于，所述喷头为雾化喷头。
4.如权利要求1所述的地震与降雨耦合诱发黄土滑坡的模拟装置，其特征在于，所述曲柄传动机构包括滑动杆、限位块及两个转动连接的曲柄连杆，所述滑动杆的一端固定连接于模型箱的后部，滑动杆的另一端与其中一个曲柄连杆的端部转动连接，另一个曲柄连杆的端部固定连接于电机的输出轴上，所述滑动杆上套有固定设置的限位块，所述滑动杆能在限位块中水平滑动。
5.如权利要求1所述的地震与降雨耦合诱发黄土滑坡的模拟装置，其特征在于，所述底座的前后端分别竖向固定有短板，所述模型箱底部前后端中心位置处分别竖向固定有连接板，所述底座前后端的短板分别通过弹簧与模型箱底部前后端的连接板连接。
6.如权利要求5所述的地震与降雨耦合诱发黄土滑坡的模拟装置，其特征在于，所述转动杆的两端转动连接于底座两侧固定的耳板上，所述底座上水平设置多个转动杆。
7.如权利要求1所述的地震与降雨耦合诱发黄土滑坡的模拟装置，其特征在于，所述模型箱的箱体侧壁前端内侧竖向设有第一卡槽，所述挡板的两侧能插接于所述第一卡槽中。
8.如权利要求1或7所述的地震与降雨耦合诱发黄土滑坡的模拟装置，其特征在于，所述模型箱的箱体侧壁为有机玻璃板。
9.如权利要求1所述的地震与降雨耦合诱发黄土滑坡的模拟装置，其特征在于，所述滑槽的侧板后端处竖向设有第二卡槽，所述第二卡槽能卡接于所述模型箱的箱体侧壁前端。
10.如权利要求1所述的地震与降雨耦合诱发黄土滑坡的模拟装置，其特征在于，所述延长槽的底部设置有滚轮。
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