一种模拟复合型滑坡分区分段下滑的涌浪试验装置及方法

技术领域

本发明涉及滑坡防灾减灾领域，特别涉及一种模拟复合型滑坡分区分段下滑的涌浪试验装置及方法。

背景技术

库区滑坡往往具备高速、方量大的特点，能够直接产生巨大危害，特别是滑入水中引起的次生涌浪，会对库区居民点以及水库大坝造成冲击，带来更大范围的影响。特别是对于复合型的滑坡，在滑坡过程中可能会出现分区分段下滑的情况，导致滑坡入水情况更加复杂，进一步产生的涌浪灾害难以估量。

现有技术中通常采用模型试验对滑坡的浪情况进行模拟研究，大比例尺模型试验可对滑坡现场及库区河道进行缩尺模拟，通过试验结果以及比例尺推算现场的相关情况，但是，目前这些模型试验尚无法模拟出复合型滑坡分区分段下滑时的特点，因此难以对复合型滑坡的涌浪特点进行准确研判。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种模拟复合型滑坡分区分段下滑的涌浪试验装置及方法，旨在解决目前的模型试验无法模拟复合型滑坡分区分段下滑时的涌浪特点，难以对复合型滑坡的涌浪特点进行准确研判的问题。

为解决上述问题，本发明提出了一种模拟复合型滑坡分区分段下滑的涌浪试验装置，该装置包括带式输送机和设于带式输送机的上方的滑坡体形态模拟装置，所述滑坡体形态模拟装置具有多个分区隔间，每个分区隔间可独立地往带式输送机上投放任意方量的滑坡体试验材料；

一种模拟复合型滑坡分区分段下滑的涌浪试验方法，包括：

往每个分区隔间内装填试验材料；

启动带式输送机；

按需分区分时段打开不同分区隔间下方的投料门，分区隔间内的试验材料落到带式输送机；

控制带式输送机将试验材料的下移速度调整到设定的速度；

试验材料以设定的速度入水。

在一实施例中，所述滑坡体形态模拟装置包括多个横向、纵向设置的隔板，多个横向设置的隔板与多个纵向设置的隔板相交固连，从而限定出多个分区隔间，每个分区隔间的底部设有投料门。

在一实施例中，所述隔板固设于连接杆的上端，所述连接杆的下端与带式输送机固连。

在一实施例中，所述带式输送机包括安装架和回转安装于安装架上的托辊，所述托辊外紧套输送带，多个分区隔间位于输送带的正上方；

所述连接杆的下端与安装架固连。

在一实施例中，还包括坡面倾角控制装置，所述带式输送机设于坡面倾角控制装置上，通过坡面倾角控制装置调节带式输送机的输送带的倾斜角度。

在一实施例中，所述坡面倾角控制装置包括多个沿带式输送机的长度方向分布的液压支撑杆，所述液压支撑杆的上端与安装架铰接。

在一实施例中，所述液压支撑杆的下端与支撑桁架铰接。

在一实施例中，每个分区隔间内装填有任意方量的试验材料。

在一实施例中，所述启动带式输送机前，先调整带式输送机的输送带的倾斜角度，以便试验材料以设定的角度入水。

有益效果：本发明的技术方案通过在带式输送机上设置滑坡体形态模拟装置，借助滑坡体形态模拟装置模拟复合型滑坡的分区分段下滑，同时辅以带式输送机调控复合型滑坡分区分段的下滑速度，使带式输送机上的分区分段滑坡体以设定的速度入水，从而实现精准模拟复合型滑坡分区分段下滑的涌浪特点，为复合型滑坡的涌浪特点进行准确研判提供充足真实的数据支撑。

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获得其他的附图。

图1是本发明模拟复合型滑坡分区分段下滑的涌浪试验装置的结构示意图；

图2是本发明支撑桁架的结构示意图；

图3是本发明液压支撑杆的结构示意图；

图4是本发明带式输送机的结构示意图；

图5是本发明坡面倾角控制装置的结构示意图；

图6是本发明模拟河道的结构示意图。

附图标记说明如下：

1、支撑桁架；2、坡面倾角控制装置；3、带式输送机；4、滑坡体形态模拟装置；5、车轮；7、顶端旋转轮；8、底部旋转轮；9、液压支撑杆；10、从动托辊；11、主动托辊；12、输送带；13、安装架；14、分区隔间；15、连接杆；16、投料门；17、隔板；18、试验材料；19、河道构件。

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，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示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。

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，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“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。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，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。

本发明提出了一种模拟复合型滑坡分区分段下滑的涌浪试验装置，该模拟复合型滑坡分区分段下滑的涌浪试验装置通过在带式输送机3上设置滑坡体形态模拟装置4，借助滑坡体形态模拟装置4模拟复合型滑坡的分区分段下滑，同时辅以带式输送机3调控复合型滑坡分区分段的下滑速度，使带式输送机3上的分区分段滑坡体以设定的速度入水，从而实现精准模拟复合型滑坡分区分段下滑的涌浪特点，为复合型滑坡的涌浪特点进行准确研判提供充足真实的数据支撑。

具体的，在发明一实施例中，如图1所示，所述模拟复合型滑坡分区分段下滑的涌浪试验装置包括带式输送机3和设于带式输送机3的上方的滑坡体形态模拟装置4，所述滑坡体形态模拟装置4具有多个分区隔间14，每个分区隔间14可独立地往带式输送机3上投放任意方量的滑坡体试验材料18，以此实现模拟复合型滑坡的分区分段下滑，在滑坡体试验材料18落到带式输送机3上后，借助带式输送机3调节滑坡体试验材料18的下移速度，使滑坡体试验材料18以设定的速度入水，精准模拟复合型滑坡分区分段下滑的涌浪特点，为复合型滑坡的涌浪特点进行准确研判提供充足真实的数据支撑。

在本实施例中，所述滑坡体形态模拟装置4包括多个横向、纵向设置的隔板17，如图5所示，其示出了5个横向设置、6个纵向设置的隔板17，多个横向设置的隔板17与多个纵向设置的隔板17相交固连，从而限定出多个分区隔间14，隔板17为分割滑坡体的作用，不同分区隔间14内的滑坡体方量的大小可根据实际的模拟需要进行调整，各个分区隔间14之间相互独立，互不干扰，每个分区隔间14的底部设有投料门16，打开投料门16，分区隔间14内的试验材料18便落到其下方的带式输送机3上，通过分区分时段打开不同分区隔间14的投料门16实现不同分区隔间14内的试验材料18分区分时段落到带式输送机3上，以此模拟复合型滑坡的分区分段下滑，对于不同分区隔间14落到带式输送机3上的试验材料18可借助带式输送机3将其下滑速度调节至设定值，使带式输送机3上的分区分段滑坡体以设定的速度入水，从而实现精准模拟复合型滑坡分区分段下滑的涌浪特点，为复合型滑坡的涌浪特点进行准确研判提供充足真实的数据支撑。

在本实施例中，每个分区隔间14下方的投料门16是独立控制的，既可以采用人工打开投料门16，也可以使用自动门，方便操控，各个自动门之间相互独立，可被独立控制，通过远程操控自动门不同的释放时间，实现滑坡分区分段下滑的模拟。

在本实施例中，所述隔板17固设于连接杆15的上端，所述连接杆15的下端与带式输送机3固连，这样设计，如图1所示，可使隔板17和带式输送机3之间留有足以的空间供分区隔间14内的试验材料18快速落到带式输送机3上，同时防止由于输送带12与分区隔间14的距离不足，使得投料门16无法完全开启阻碍滑坡体下落。

进一步的，如图5所示，为避免投料门16打开后影响分区隔间14内的试验材料18快速落到带式输送机3上，投料门16的长度方向与带式输送机3的长度方向平行，这样设计，所述投料门16开启方向为垂直于输送带12，最大程度地减小开启的投料门16对滑坡下滑情况的阻碍。

在本实施例中，如图4所示，所述带式输送机3包括安装架13和回转安装于安装架13上的托辊，所述托辊外紧套输送带12，所述托辊包括主动托辊11和从动托辊10，多个分区隔间14位于输送带12的正上方；如图1所示，所述连接杆15的下端与安装架13固连。

进一步的，在本实施例中，如图1所示，所述模拟复合型滑坡分区分段下滑的涌浪试验装置还包括坡面倾角控制装置2，所述带式输送机3设于坡面倾角控制装置2上，通过坡面倾角控制装置2调节带式输送机3的输送带12的倾斜角度，以便使带式输送机3上的分区分段滑坡体以设定的角度入水，从而满足各种复杂滑坡入水条件下的模拟实验，为滑坡次生涌浪灾害模拟研究提供技术支持。

具体的，在本实施例中，如图1所示，所述坡面倾角控制装置2包括多个沿带式输送机3的长度方向分布的液压支撑杆9，所述液压支撑杆9的上端与安装架13铰接，通过控制多个液压支撑杆9的伸出量不同来调节输送带12的倾斜角度，也即滑坡体的角度入水，优选的，如图3所示，所述液压支撑杆9的上端通过顶端旋转轮7与安装架13铰接。

在本实施例中，所述液压支撑杆9也可以用气缸或直线电机代替。

更进一步的，如图1-图2所示，所述液压支撑杆9的下端与支撑桁架1通过底部旋转轮8铰接，这样设计，方便液压支撑杆9在支撑桁架1上摆动调节输送带12的倾斜角度，所述支撑桁架1的底部设有车轮5，以方便支撑桁架1移动，所述支撑桁架1一方面可支撑滑坡体形态模拟装置4、坡面倾角控制装置2和带式输送机3，另一方面利用底部的车轮5推动模拟复合型滑坡分区分段下滑的涌浪试验装置移动，改变模拟复合型滑坡分区分段下滑的涌浪试验装置与河道的相对位置，从而满足不同下滑位置的模拟要求。

在本实施例中，如图6所示，所述带式输送机3的低端的下方设有模拟河道，带式输送机3上的分区分段滑坡体以设定的角度和速度进入模拟河道模拟涌浪试验，当然，于其它实施例中，也可以直接将本实施例的模拟复合型滑坡分区分段下滑的涌浪试验装置移动至室外自然界中的河边进行模拟涌浪试验。

在本实施例中，所述模拟河道采用河道构件19组装而成，这样设计，模拟河道拆装简单方便快捷，河道构件19为提前预制的，可以在试验现场进行装配，并且单个部件出现损坏，只需更换单个河道构件19即可，提高试验效率，降低成本。

此外，本发明还提出了一种模拟复合型滑坡分区分段下滑的涌浪试验方法，包括：

S1、往每个分区隔间14内装填试验材料18，每个分区隔间14内可装填任意方量的试验材料18，具体试验材料18的方量可根据具体模拟的实验条件而定，通常情况下，不同分区隔间14内的试验材料18的方量是不同的，通过在分区隔间14内放置不同方量的试验材料18来模拟现实状态下的滑坡体形态分布情况；

S2、启动带式输送机3；

S3、按需分区分时段打开不同分区隔间14下方的投料门16，分区隔间14内的试验材料18落到带式输送机3，为方便投料门16开闭，可以设置投料门16为自动门，能够自动开闭；

S4、控制带式输送机3将试验材料18的下移速度调整到设定的速度，以充分满足模拟实验的要求；

S5、试验材料18以设定的速度入水，然后收集涌浪信息，为滑坡次生涌浪灾害模拟研究提供技术支持。

在本实施例中，S2、启动带式输送机3前，先调整带式输送机3的输送带12的倾斜角度，以便试验材料18能够以设定的角度入水，充分满足模拟实验的要求，所述带式输送机3的输送带12的倾斜角度的调节可通过坡面倾角控制装置2完成。

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。