CN213482231U - 一种水利边坡工程滑坡涌浪模拟试验箱 - Google Patents
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Abstract
一种水利边坡工程滑坡涌浪模拟试验箱，包括实验箱体，实验箱体内部设有实验平台，实验平台上设有斜面板，平台靠近斜面板的底部侧设有排水孔，排水孔的下方设有水槽，平台靠近排水孔的另一侧安设有风机，风机的另一侧设有水箱，水箱内放置有漂浮球，漂浮球的内部安装有位置检测传感器连接电脑，实验平台的下端面连接震模拟器；实验箱体内的侧壁和顶部固定安装有输水管道，接喷洒头和温湿度控制器；装置可同时模拟地震荷载横波和荷载纵波，还能控制温湿度的变化，能精确模拟控制降雨量，在模拟地震的同时又能兼顾模拟降雨、温湿度、气旋等极端环境对滑坡涌浪的影响。
Description
技术领域
本用新型涉及地质灾害模拟装置领域，尤其涉及一种水利边坡工程滑坡涌浪模拟试验箱。
背景技术
我国西南地区山脉众多，且位于地中海——喜马拉雅地震带，地壳运动频繁，同时该地区水系发达，各山体间河流密布，当山体失稳发生滑坡时，通常会伴有滑坡体高速落入河流，产生巨大的冲击力导致河流发生涌浪。因此，多因素联合诱发滑坡涌浪的研究，是该地区水利边坡工程发展建设的重要内容。
研究滑坡涌浪最有效直观的方法是制作一种可模拟多因素联合诱发滑坡涌浪的试验箱，但是现有的模拟模型在设计中并没有考虑所有的滑坡诱发因素和没能较为真实的模拟多因素作用下的滑坡涌浪。
发明内容
鉴于背景技术所存在的技术问题，本实用新型所提供的水利边坡工程滑坡涌浪模拟试验箱模拟了多因素对滑坡涌浪的影响，可切实模拟地震、降雨、温湿度和气旋导致的滑坡涌浪，装置在模拟地震荷载的横波和纵波的同时又能兼顾模拟降雨、温湿度、气旋等极端环境对滑坡涌浪的影响。
为了解决上述技术问题，本实用新型采取了如下技术方案来实现：
一种水利边坡工程滑坡涌浪模拟试验箱，包括实验箱体，实验箱体内部设有实验平台，实验平台上设有斜面板，实验平台上靠近斜面板的底部侧设有排水孔，排水孔的下方设有水槽，实验平台上靠近排水孔的另一侧安设有风机，风机的另一侧设有水箱，水箱的外壳和实验平台为一体式结构，水箱内放置有漂浮球，漂浮球的内部安装有位置检测传感器，位置检测传感器的输出端与数据采集器的输入端相连，数据采集器的输出端与电脑相连；实验平台的下端面与地震模拟器固定相连，实验箱体的内壁顶部处固定安装有温湿度控制器。
优选的方案中，实验箱体内的侧壁和顶部固定安装有输水管道，输水管道下端的进水口连接水泵，水泵安设在水槽中，输水管道上端出水口连接喷洒头。
优选的方案中，地震模拟器包括液压升降装置、四向移动小车和轨道平台，液压升降装置顶部可与实验平台底部相接触，液压升降装置下端固定连接四向移动小车，四向移动小车底部安设有收缩滑轮，轨道平台上架设有四向轨道，收缩滑轮在四向轨道里限位滑动，从而可使四向移动小车在轨道平台上四向移动。
优选的方案中，实验平台上设有滑动导轨，斜面板上下两端固定安装有斜面滑轮，斜面滑轮通过在斜面导轨内限位滑动，可调节斜面板的倾斜角度。
优选的方案中，风机结构为无叶片式风机。
优选的方案中，水泵为可调节式变频水泵。
本专利可达到以下有益效果：
本实用新型装置能有效模拟野外真实的滑坡涌浪现象，装置可同时模拟地震荷载横波和荷载纵波，并能够控制模拟地震的振幅大小，更加接近自然界的地震，装置还能够控制温试验箱内湿度的变化，精确的模拟控制降雨量，在模拟地震的同时又能兼顾模拟降雨、温湿度、气旋等极端环境对滑坡涌浪的影响；
本实用新型装置底部水槽可回收利用降雨，起到节水的效果。装置结构设计简单，操作便捷，易于推广。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
图1为本实用新型整体剖面结构示意图；
图2为本实用新型滑动斜面板和风机结构示意图；
图3为本实用新型轨道平台结构示意图。
图中：实验箱体1、输水管道2、喷洒头3、水泵4、温湿度控制器5、实验平台6、滑动导轨601、斜面板7、斜面滑轮701、排水孔8、水槽9、风机10、水箱11、漂浮球12、位置检测传感器13、数据采集器14、电脑15、液压升降装置16、四向移动小车17、收缩滑轮171、轨道平台18、四向轨道181。
具体实施方式
优选的方案如图1至图3所示，一种水利边坡工程滑坡涌浪模拟试验箱，装置包括实验箱体1，实验箱体1的内部设有实验平台6，实验平台6上设有斜面板7，实验平台6上靠近斜面板7的底部规律性的开设有若干排排水孔8，排水孔8的下方设有水槽9用来收集从排水孔8流入的雨水，可的达到循环用水作用；
实验平台6上靠近排水孔8的另一侧安设有风机10，风机10用于模拟气旋环境对滑坡的影响，风机10采用无叶片式的结构可减少风机10的占位空间，进而减少对实验数据的影响；
风机10的另一侧设有水箱11，水箱11的外壳和实验平台6为一体式结构，水箱11内放置有漂浮球12，漂浮球12的内部安装有位置检测传感器13，位置检测传感器13的输出端与数据采集器14的输入端相连，数据采集器14的输出端与电脑15相连，位置检测传感器13可随时把漂浮球12的位置信号传递到数据采集器14，通过数据采集器14最终把漂浮球12的位置信号传递到电脑15，电脑15通过漂浮球12的位置数据变化可计算滑坡涌浪的高度；
实验平台6的下端面与地震模拟器固定相接，实验箱体1的内壁顶部处固定安装有温湿度控制器5，温湿度控制器5可根据实验需要控制实验箱体1内部的温湿度环境，更加真实的模拟现场自然环境。
进一步地，实验箱体1内的侧壁和顶部固定安装有输水管道2，输水管道2下端的进水口连接水泵4，水泵4安设在水槽9中，水泵4采用可调节式变频水泵，输水管道2上端出水口连接喷洒头3，管道2与喷洒头3固定安装在实验箱体1内壁不随实验平台6移动，喷洒头3与可调节式变频水泵4相互配合，能够精准控制模拟降雨量的大小，使降雨分布更加充分，将喷洒头3固定在实验箱体1内，是为了避免地震模拟器干扰喷洒头3模拟降雨。
进一步地，实验平台6上设有滑动导轨601，斜面板7上下两端固定安装有斜面滑轮701，斜面滑轮701在滑动导轨601内限位滑动，通过斜面滑轮701和滑动导轨601调整好斜面板7的坡度后可锁死斜面滑轮7，使斜面板7的坡度满足实验要求。
进一步地，地震模拟器包括液压升降装置16、四向移动小车17和轨道平台18，液压升降装置16顶部固定连接实验平台6底部，液压升降装置16下端固定连接四向移动小车17，四向移动小车17底部安设有横纵两组收缩滑轮171，轨道平台18上架设有横纵两组四向轨道181；当收缩滑轮17移动到横向轨道上，收缩滑轮17的纵向滑轮组收起，横向滑轮在四向滑道181中的横向滑道里滑动，使四向移动小车17能够在轨道平台18上横向移动，当收缩滑轮17移动到纵向轨道上，收缩滑轮17的横向滑轮组收起，纵向滑轮在四向滑道181中的纵向滑道里滑动，使四向移动小车17能够在轨道平台18上纵向移动；通过此原理，最终可使整个实验平台6在轨道平台18上水平和垂直运动。
整个装置的工作原理如下：
1、在使用该滑坡涌浪模型时，首先在斜面板7上堆砌滑坡材料用以形成滑坡体,通过滑动导轨601和斜面滑轮701调整好斜面板7所需的实验坡度，再将水箱11与水槽9内分别注入适量的水，最后将漂浮球12放置水箱11的水面上，并且打开采集器14与电脑15；
2、准备就绪以后，打开温湿度控制器5控制实验箱内的温湿度，根据所需模拟的地震波大小，调节液压升降装置16的升降速度与四向移动小车17的移动速度；根据所需模拟的降雨大小，调节水泵4的变频调节开关控制降雨量；调节风机10的档位大小模拟不同大小的气旋作用。当斜面板7上的滑坡体材料滑动到水箱11里产生涌浪时，通过电脑15采集漂浮球12的位置数据来计算滑坡涌浪的高度。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种水利边坡工程滑坡涌浪模拟试验箱，其特征在于：装置包括实验箱体（1），实验箱体（1）内部设有实验平台（6），实验平台（6）上设有斜面板（7），实验平台（6）上靠近斜面板（7）的底部侧设有排水孔（8），排水孔（8）的下方设有水槽（9），实验平台（6）上靠近排水孔（8）的另一侧安设有风机（10），风机（10）的另一侧设有水箱（11），水箱（11）的外壳和实验平台（6）为一体式结构，水箱（11）内放置有漂浮球（12），漂浮球（12）的内部安装有位置检测传感器（13），位置检测传感器（13）的输出端与数据采集器（14）的输入端相连，数据采集器（14）的输出端与电脑（15）相连，实验平台（6）的下端面与地震模拟器固定相连，实验箱体（1）的内壁顶部处固定安装有温湿度控制器（5）。
2.根据权利要求1所述的水利边坡工程滑坡涌浪模拟试验箱，其特征在于：实验箱体（1）内的侧壁和顶部固定安装有输水管道（2），输水管道（2）下端的进水口连接水泵（4），水泵（4）安设在水槽（9）中，输水管道（2）上端出水口连接喷洒头（3）。
3.根据权利要求1所述的水利边坡工程滑坡涌浪模拟试验箱，其特征在于：地震模拟器包括液压升降装置（16）、四向移动小车（17）和轨道平台（18），液压升降装置（16）顶部可与实验平台（6）底部连接，液压升降装置（16）下端固定连接四向移动小车（17），四向移动小车（17）底部安设有收缩滑轮（171），轨道平台（18）上架设有四向轨道（181），收缩滑轮（171）在四向轨道（181）里限位滑动。
4.根据权利要求1所述的水利边坡工程滑坡涌浪模拟试验箱，其特征在于：实验平台（6）上设有滑动导轨（601），斜面板（7）上下两端固定安装有斜面滑轮（701），斜面滑轮（701）在滑动导轨（601）内限位滑动。
5.根据权利要求1所述的水利边坡工程滑坡涌浪模拟试验箱，其特征在于：风机（10）结构为无叶片式风机（10）。
6.根据权利要求2所述的水利边坡工程滑坡涌浪模拟试验箱，其特征在于：水泵（4）为可调节式变频水泵。
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| CN116908416A (zh) * | 2023-09-13 | 2023-10-20 | 中山大学 | 一种多功能降雨滑坡模拟试验系统及方法 |
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