一种地质灾害条件下应急资源产品损坏性检测实验装置

技术领域

本发明涉及安全工程测试领域，具体涉及一种地质灾害条件下应急资源产品损坏性检测实验装置。

背景技术

地质灾害如泥石流、滑坡、山洪等作为全球性的自然灾害，由于其发生迅速以及难以预测等特性经常造成极大的损害。在灾害发生后，救援人员可以通过各类应急资源产品对被困人员进行紧急救援从而减少人员伤亡以及财产损失。然而在救灾过程中，如泥石流与滑坡中可能会由于暴雨等因素发生二次灾害，极易对这些应急资源产品造成破坏尤其是泥石流、滑坡中石块的冲击以及水的渗入。

目前对于地质灾害的研究集中于地质灾害本身，如泥石流的流速、容重、压力等。中国专利号201610845714.1公开了一种流路可调的泥石流模拟试验系统，能够模拟真实泥石流轨迹来研究地形条件对泥石流运动的影响。中国专利号201610058770.0公开了一种可调控成灾因素的泥石流模拟试验装置及试验方法。能够模拟泥石流形成区及流通区长度、形成区及流通区纵坡角度等成灾因素对泥石流的堆积区范围的影响。中国专利号201921401750.4公开了一种混凝土质量抗冲击装置，该装置包括底座、固定机构、固定板以及固定连接。通过固定板，达到放置混凝土的效果，通过固定机构，达到对混凝土固定的效果，通过滑动器，达到带动压杆移动的效果，通过气缸和压杆，达到对混凝土抗冲击力检测的效果。中国专利号201420256560.9公开了一种冲击器的冲击力检测装置，该装置包括支架、用于支撑冲击器钻头的钻头支撑件以及动载称重模块，动载称重模块能够有效地抵消侧向力，对冲击器的冲击力进行有效、准确的检测，结构简单紧凑，操作方便；同时，检测结果也能够为冲击器活塞的质量优化及活塞的行程设计提供支持，有利于产品的设计。

但是，现有的实验装置主要研究的是地质灾害本身的特性，以及被测物在简单环境下的冲击力及损坏程度检测，其装置功能单一且无法测试复杂环境下损坏情况。因此，需要研制一种可以在复杂环境如泥石流、滑坡以及洪水等环境下测试损坏性的实验测试装置，测试设备在复杂环境下所受到的冲击力以及形变等。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种地质灾害条件下应急资源产品损坏性检测实验装置。

本发明的技术方案如下：一种地质灾害条件下应急资源产品损坏性检测实验装置，包括固定架、测试板和测试系统，所述测试板固定在固定架上，所述测试板与测试系统相连接。

所述固定架包括底座和伸缩杆，所述底座上方设有测试板，所述测试板的下端与底座的前端通过合页相连接，所述测试板的上端与底座的后端之间设有伸缩杆。

所述固定架包括底座、固定框和伸缩杆，所述底座上方设有固定框，所述固定框的下端与底座的前端通过合页相连接，所述固定框的上端与底座的后端之间设有伸缩杆，所述固定框通过螺钉与测试板相连接。

所述底座的下方设有可伸缩地脚，所述底座上设有第三螺孔。

所述固定框包括方形外框和两个交叉设置的安装条，所述安装条设置在方形外框的中间，所述安装条上设有第二螺孔，所述第二螺孔上固定有三轴传感器。

所述测试板上设有三轴传感器安装圈，所述三轴传感器安装圈上设有固定孔，所述固定孔上固定有三轴传感器。

所述测试板上设有9个三轴传感器安装圈，相邻的两个三轴传感器安装圈中心距离为16cm，三轴传感器安装圈的内圈直径为2.2cm，外圈直径为4.4cm。

所述测试板的左侧刻有刻度线。

所述测试板为网孔板，采用细钢丝焊接形成，所述网孔板的后方设有活动板，所述活动板上开设有一孔，所述活动板与测试板紧贴，能在测试板后移动，待位置固定后，用螺钉固定在固定框上。

所述测试板的正前方设有滑道，所述滑道出口的上方设有高速摄像机。

所述测试系统包括计算机、数据采集仪和高速摄像机，所述计算机分别与数据采集仪和高速摄像机相连接，所述数据采集仪与三轴传感器相连接。

本发明可实现应急资源产品及组件受损机理的研究及性能检测，用以检测地质灾害如泥石流、滑坡和山洪等条件下各类应急资源产品损坏程度。本发明与现有同类实验装置相比，结构合理，所使用的材料易得，装置使用更加灵活，性能稳定，操作简单，可实现重复性地操作。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明实验装置中固定架的结构示意图；

图3为本发明实施例4中的测试板的结构示意图；

图4为本发明网孔板的结构示意图；

图5为本发明网孔板的结构示意图；

图6为本发明网孔板的结构示意图；

图中：1-计算机；2-数据采集仪；3-合页；4-第一螺孔；5-测试板；6-三轴力传感器安装圈；7-固定孔；8-滑道；9-高速摄像机；10-固定框；11-安装条；12-第二螺孔；13-第三螺孔；14-伸缩杆；15-底座；16-可伸缩地脚；17-刻度线；51-活动板；52-孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明：

实施例1：如图1-2所示，一种地质灾害条件下应急资源产品损坏性检测实验装置，包括固定架、测试板5和测试系统，所述测试板5固定在固定架上，所述测试板与测试系统相连接。所述固定架包括底座15、固定框10和伸缩杆14，所述底座15采用平整钢板，所述底座15上方设有固定框10，所述固定框10的下端与底座15的前端通过2个合页3相连接，所述固定框的上端与底座15的后端之间设有2个伸缩杆14。通过改变伸缩杆14的长度可以改变底座15与测试板5之间的角度，可改变角度范围为30°至120°，便于测试地质灾害条件下应急资源产品及组件在不同角度时受到的冲击力。底座15采用正方形不锈钢板，整体宽度和高度为0.6m×0.6m。底座15的下方设有调节高度为40mm-120mm的可伸缩地脚16，用于调节装置的高度，确保装置的稳定性。所述底座15上设有5个第三螺孔13，各第三螺孔13相互之间间隔5cm，用于固定检测实验装置，防止在泥石流、滑坡或山洪冲击力过大时装置移动。

所述固定框10包括长度和高度为0.6m×0.6m的正方形外框和两个交叉设置的安装条11，正方形外框各边框宽5cm，正方形框架上设有18个第一螺孔4，所述固定框10通过第一螺孔4和螺钉与测试板5相连接。所述安装条11焊接设置在正方形外框的中间，所述安装条11上设有第二螺孔12，所述第二螺孔12上固定有三轴传感器，三轴传感器用于测试泥石流冲击力。所述测试板5（相当于测试对象）可被泥石流正面冲击、侧面冲击或者实验板和滑道8形成一定角度冲击，用于模拟正面、侧面、某角度冲击、或者是对不平整表面的冲击破坏实验。

所述测试板5上设有9个三轴传感器安装圈6，相邻的两个三轴传感器安装圈6中心距离为16cm，三轴传感器安装圈6的内圈直径为2.2cm，外圈直径为4.4cm，所述三轴传感器安装圈6上设有固定孔7，固定孔7用于固定三轴传感器，9个三轴传感器可以分别测试不同位置所受泥石流的冲击力。

所述测试板5的正前方设有滑道8，滑道8用于模拟泥石流，所述滑道8出口的上方设有高速摄像机9。所述测试系统包括计算机1、数据采集仪2和高速摄像机9，所述计算机1分别与数据采集仪2和高速摄像机9相连接，所述数据采集仪2与三轴传感器相连接，三轴传感器用于测量泥石流的冲击力，高速摄像机9用于测量泥石流的速度。

实施例2：所述固定框10包括长度和高度为0.6m×0.6m的正方形外框和两个交叉设置的安装条11，正方形外框各边框宽5cm，正方形框架上设有18个第一螺孔4，所述固定框10通过螺钉与测试板5相连接。所述安装条11焊接设置在正方形外框的中间，所述安装条11上设有第二螺孔12，所述第二螺孔12上固定有三轴传感器，三轴传感器直接安装在安装条11上测量泥石流的冲击力。所述测试板5的左侧刻有刻度线17，方便测量泥石流的深度。

实施例3：本实施例中测试板5直接与底座15通过合页转动连接，与实施例1相比省去了固定框10，所述固定架包括底座15和伸缩杆14，所述底座15上方设有测试板5，所述测试板5的下端与底座15的前端通过2个合页3相连接，所述测试板5的上端与底座15的后端之间设有伸缩杆14，其他结构与实施例1相同。

实施例4：将实施例1中三轴力传感器替换为应变片，测试板5为平面板（如图3所示），测试板5上的安装孔位置不变，测试板5采用为需要测试的应急资源产品及其组件所用材料，测试板5的背面设有应变片，应变片用于测量测试板5在泥石流作用下的形变量，其他结构与实施例1相同，本实施例可测试应急资源产品及其组件在泥石流、滑坡或者山洪下的形变。

实施例5：如图4-6所示，将实施例1中测试板5为网孔板，采用细钢丝焊接形成，在测试板5后有活动板51，活动板51上开设有一矩形孔52，孔52的形状还可以为矩形、圆形或其它异形的一种，用于放置样品；活动板51与测试板5紧贴，但可以在测试板5后移动，待位置固定后，用螺钉固定在固定框10上，网孔板可过滤石子。用于模拟被试验对象的接触面不是完整的，例如泥石流来了，正好冲击门和墙体，门被冲开了，但是墙体没被冲开；或者两栋楼之间有过道，被泥石流或者洪水冲击。

本发明在检测过程中，先将三轴力传感器固定在测试板或安装条上，再根据实验需求调节地脚16的高度以及测试板5与底座15之间的角度，再通过第三螺孔13将底座15固定。在泥石流模拟实验开始前，开启数据采集仪2、高速摄像机9以及计算机1，在实验进行时三轴力传感器获得的模拟信号通过数据采集仪2转换输入到计算机1中进行数据存储和计算处理；当泥石流模拟实验完成并保存好后，关闭数据采集仪2、计算机1以及高速摄像机9。本发明可测试应急资源产品及其组件在泥石流条件下所受到的冲击力，为研究应急资源产品在泥石流条件下的损坏机理提供实验支持，用以检测地质灾害如泥石流、滑坡和山洪等条件下各类应急资源产品损坏程度，分析应急资源产品及其组件的损坏机理。本发明所使用的材料易得，装置使用更加灵活，性能稳定、操作简单、可实现重复性地操作。