一种能连续改变倾斜角度的碎屑流斜槽实验装置的制作方法

1.本实用新型涉及实验装置技术领域，具体涉及一种能连续改变倾斜角度的碎屑流斜槽实验装置。


背景技术：

2.散粒体斜坡在我国西部山区是一种常见的地质灾害类型，指高位岩体在风蚀、温差、冰劈与降雨及构造作用等外界应力作用下，岩块脱离母岩后形成锥形或环面形堆积于坡脚的现象。散粒体斜坡地区具有强烈的不稳定性，沿线地区经常产生溜滑、塌方、沉陷、翻浆、雪崩和泥石流等自然灾害，严重影响山区基础设施的建设和交通的安全运营。因此探究散粒体斜坡的堆积和溜滑机理成为了科学减灾防灾研究中的重要课题。
3.为了减轻散粒体斜坡带来的危害，近年来不少科研工程人员对散粒体斜坡进行了物理实验研究。研究中通常通过搭建斜槽装置来构建散粒体斜坡的运动场所，斜槽装置一般由斜槽和平槽组成，进而在上部释放散粒体碎屑来观察散粒体斜坡的滑塌规律，以模拟真实情况下散粒体斜坡的破坏机理。而在散粒体斜坡的堆积实验研究中，不同的斜槽角度对碎屑的堆积状态有明显的影响，进而造成碎屑内部运动状态的差异。在通常的模型实验中，多通过固定斜板的角度，或固定孔位间断改变斜槽的倾斜角度，来忽略或者简化坡度对碎屑堆积流动的影响，缺乏对倾斜角度这一变量的考虑。因此，现有技术中存在碎屑流斜槽实验中难以探究斜槽角度变化对碎屑滑塌规律影响的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种能连续改变倾斜角度的碎屑流斜槽实验装置，以解决现有技术中碎屑流斜槽实验难以探究斜槽角度变化对碎屑滑塌规律影响这一问题，实现斜槽倾斜角度能够连续变化，满足不同的初始条件角度的要求，并进行角度的测量。
5.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
6.一种能连续改变倾斜角度的碎屑流斜槽实验装置，包括：外框组件，设置在外框组件内部的支撑组件和斜槽组件，设置在斜槽组件顶端的物料盒组件，设置在斜槽组件底端并与外框组件连接的堆挡组件；
7.支撑组件包括：与外框组件连接的多个支撑竖杆、滑动设置在支撑竖杆上的限位夹片、设置在支撑竖杆上并与限位夹片接触的限位支撑件以及两端分别与限位夹片连接的支撑横杆，支撑横杆与斜槽组件接触。
8.本实用新型的外框组件用于对支撑组件、斜槽组件、物料盒组件、堆挡组件进行固定支撑，物料盒组件用于向斜槽组件内添加物料，物料在斜槽组件上受重力影响向下滑动，堆挡组件用于对斜槽组件上的物料进行阻挡，支撑横杆与斜槽组件的顶端进行支撑，限位夹片和限位支撑件可沿支撑竖杆移动，改变支撑横杆在支撑竖杆上的高度位置，使斜槽组件的倾斜角度发生改变，从而探究真实情况下不同倾斜角度的斜槽对碎屑堆积规律的影响。
9.进一步地，上述支撑横杆上套设有分别与斜槽组件两侧接触的圆形块，支撑横杆上设有与圆形块接触的固定夹片。
10.本实用新型通过设置圆形块用于对斜槽组件在支撑横杆上的水平位置进行限位，固定夹片夹紧在支撑横杆上，从而对圆形块进行锁紧。
11.进一步地，上述外框组件包括：底部支架、顶部支架以及设置连接底部支架和顶部支架之间的竖向支架，底部支架和顶部支架上分别开设有与支撑竖杆连接的竖杆孔。
12.本实用新型的外框组件由多个支架连接组成，从而方便在其内部布置支撑组件和斜槽组件。
13.进一步地，上述斜槽组件包括：底板、与底板两侧连接的侧挡板以及设置在底板底端用于连接底部支架的合页，底板与侧挡板之间形成有斜槽流道。
14.本实用新型通过底板和侧挡板连接组成斜槽，从而方便使物料沿斜槽流道进行滑动；并在底板底端设置合页，使得斜槽组件可沿其底端转动从而进行倾斜角度调整。
15.进一步地，上述物料盒组件包括：两个侧板、前板、斜板和后板，斜板的高端与后板的底端连接，斜板的低端与前板之间存在与斜槽流道连通对应的间隙，侧板与所述侧挡板连接。
16.本实用新型通过设置斜板使得物料盒组件底部倾斜，方便其内部的物料通过斜板与前板之间的间隙滑至斜槽流道中。
17.进一步地，上述堆挡组件包括：与底部支架连接的阻挡架以及设置在阻挡架上的堆积挡板，堆积挡板位于斜槽组件和阻挡架之间。
18.本实用新型通过在斜槽组件底端设置堆积挡板，从而对斜槽上的物料进行阻挡，从而方便使物料在斜槽内进行堆积。
19.进一步地，上述底部支架上还连接有与斜槽组件相配合的角度测量组件，角度测量组件包括：分别与侧挡板配合的两个测角尺以及与测角尺连接的测角尺固定角码，测角尺固定角码分别与底部支架连接。
20.本实用新型通过设置角度测量组件方便对斜槽组件的倾斜角度进行实际测量，测量尺靠近侧挡板并存在间隙，保证测量的精确度的同时避免对斜槽组件的转动产生摩擦阻力；测角尺固定角码用于将测角尺固定在底部支架上。
21.进一步地，上述支撑竖杆为螺杆，限位支撑件为螺母。
22.本实用新型的限位夹片可夹持固定在支撑竖杆上，限位支撑件则用于对限位夹片进行支撑限位，可通过改变螺母在螺杆的位置，从而带动限位夹片的位置进行改变。
23.本实用新型具有以下有益效果：
24.（1）本实用新型的外框组件用于对支撑组件、斜槽组件、物料盒组件、堆挡组件进行固定支撑，物料盒组件用于向斜槽组件内添加物料，物料在斜槽组件上受重力影响向下滑动，堆挡组件用于对斜槽组件上的物料进行阻挡，支撑横杆与斜槽组件的顶端进行支撑，可改变支撑横杆在支撑竖杆上的高度位置，使斜槽组件的倾斜角度发生改变，从而探究真实情况下不同倾斜角度的斜槽对碎屑堆积规律的影响。
25.（2）本实用新型的支撑组件通过支撑横杆来支撑斜槽组件，并通过限位支撑件的转动、限位夹片的固定来改变支撑横杆的高度，以实现斜槽组件倾斜角度连续变化的目的。
附图说明
26.图1为本实用新型能连续改变倾斜角度的碎屑流斜槽实验装置的结构示意图；
27.图2为本实用新型外框组件的结构示意图；
28.图3为本实用新型支撑组件的结构示意图；
29.图4为本实用新型斜槽组件的结构示意图；
30.图5为本实用新型物料盒组件的结构示意图；
31.图6为本实用新型堆挡组件的结构示意图；
32.图7为本实用新型测量组件的结构示意图。
33.图中：1
‑
外框组件；11
‑
底部支架；12
‑
竖杆孔；13
‑
合页槽口；14
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竖向支架；15
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顶部支架；151
‑
顶部横杆；152
‑
顶部横架；2
‑
支撑组件；21
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支撑竖杆；22
‑
限位夹片；23
‑
限位紧固件；24
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限位垫块；25
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限位支撑件；26
‑
支撑横杆；27
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圆形块；28
‑
固定夹片；29
‑
固定紧固件；3
‑
斜槽组件；31
‑
底板；32
‑
侧挡板；33
‑
侧挡板螺栓孔；34
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固定螺钉；35
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合页；36
‑
合页螺钉；37
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固紧螺栓孔；38
‑
固紧螺栓；39
‑
固紧螺母；4
‑
物料盒组件；41
‑
侧板；42
‑
前板；43
‑
斜板；44
‑
后板；45
‑
侧板螺栓孔；46
‑
固定螺栓；47
‑
固定螺母；5
‑
堆挡组件；51
‑
堆积挡板；52
‑
阻挡架；521
‑
阻挡竖架；522
‑
阻挡斜架；523
‑
阻挡底架；53
‑
阻挡架固定角码；54
‑
阻挡架角码螺钉；6
‑
测量组件；61
‑
测角尺；62
‑
测角尺固定角码；63
‑
测角尺角码螺钉。
具体实施方式
34.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
35.实施例
36.参照图1，一种能连续改变倾斜角度的碎屑流斜槽实验装置，包括：外框组件1、支撑组件2、斜槽组件3、物料盒组件4、堆挡组件5以及测量组件6。
37.参照图1和图2，外框组件1包括底部支架11、顶部支架15以及连接在底部支架11和顶部支架15之间的竖向支架14，三者通过连接形成镂空的长方体框架结构。底部支架11和顶部支架15两侧分别开设有设有竖杆孔12，竖杆孔12的数量为八个，用于连接固定支撑组件2。底部支架11包括四根首尾依次连接的杆件以及设置在中间的加强杆件，竖向支架14包括四根与底部支架11四周连接的杆件。顶部支架15包括：相连接的顶部横杆151和顶部横架152，顶部横架152呈u型，其两侧设有和底部支架11对应的竖杆孔12，从而和底部支架11共同对支撑组件2进行连接固定。顶部横架152的u型两端分别开设有通孔，顶部横杆151贯穿在通孔内，从而与顶部横架152进行连接固定。
38.参照图1和图3，支撑组件2包括：分别与底部支架11连接的多个支撑竖杆21、套设在支撑竖杆21上的限位夹片22以及两端分别与限位夹片22连接的支撑横杆26。限位夹片22通过限位紧固件23可对支撑竖杆21的外壁进行夹紧，通过二者之间的摩擦力使限位夹片22的位置固定。支撑横杆26设置在限位夹片22的顶面，当限位夹片22沿支撑竖杆21进行位置变化时，可带动支撑横杆26的高度位置进行改变。支撑横杆26用于对斜槽组件3的顶端底面进行接触支撑，当支撑横杆26的高度发生改变时，斜槽组件3的倾斜角度也会发生相应变化。
39.支撑竖杆21可以为螺杆结构，竖杆孔12内开设有内螺纹，支撑竖杆21的两端与底
部支架11和顶部支架15上的竖杆孔12进行连接配合。支撑竖杆21上还连接有多个限位支撑件25，限位支撑件25为螺母，限位支撑件25分别与限位夹片22的顶面和底面接触，从而对限位夹片22的位置进行锁死，避免限位夹片22与支撑竖杆21之间的摩擦力丧失，防止限位夹片22的位置轻易发生改变。还可以在限位夹片22和限位支撑件25之间设置限位垫块24，限位垫块24起到与现有技术中的垫片的作用，可避免限位支撑件25直接对限位夹片22造成挤压。
40.支撑横杆26上还套设有分别与斜槽组件3两侧接触的圆形块27，圆形块27远离斜槽组件3的一面还接触有套设在支撑横杆26上的固定夹片28，固定夹片28与限位夹片22的结构相似，固定夹片28通过固定紧固件29用于对支撑横杆26进行夹紧，并对圆形块27进行限位，从而避免斜槽组件3的顶端发生水平位置变化。
41.参照图1和图4，斜槽组件3包括：底板31、与底板31两侧连接的侧挡板32以及设置在底板31底端用于连接底部支架11的合页35，底板31的顶端与支撑横杆26接触，从而保证斜槽组件3的稳定性。底板31的两侧分别与两个侧挡板32的底部通过固定螺钉34连接，底板31与其两侧的侧挡板32之间形成有斜槽流道，使得物料可沿斜槽流道进行流动。底部支架11上还开设有与合页35相配合的合页槽口13，合页35通过合页螺钉36分别与底板31以及底部支架11连接。当斜槽组件3的顶端随支撑横杆26发生高度变化时，其底端可通过合页35沿底部支架11进行相应的转动，从而实现斜槽组件3倾斜角度的变化。侧挡板32上部设有侧挡板螺栓孔33，数量为两个，并通过固定螺栓46和固定螺母47来固定物料盒组件4。可通过物料盒组件4向斜槽组件3中添加物料，使得物料在斜槽组件3中受重力影响沿斜槽组件3进行运动。侧挡板32下部设有固紧螺栓孔37，数量为两个，并通过固紧螺栓38和固紧螺母39来加固稳定侧挡板32。侧挡板32的底端宽度大于其顶端宽度，通过对侧挡板32的底端进行加宽处理，方便在斜槽组件3的底部对更多物料进行阻挡堆积，同时避免因侧挡板32转动造成堆积挡板51两侧漏出物料的情况。
42.参照图1和图5，物料盒组件4包括：两个侧板41、前板42、斜板43和后板44，斜板43的高端与后板44底端连接，斜板43的低端与前板42的底端之间存在一定的间隙，该间隙与斜槽流道相对应，前板42相对于后板44更靠近斜槽组件3。并且侧板41的底面与斜板43连接，使得物料盒组件4的底部呈现一定的倾斜角度，方便其内部的碎屑物料受重力影响从前板42下部间隙流入斜槽组件3上的斜槽流道中，实现物料的补给效果。侧板41上分别开设有侧板螺栓孔45，通过固定螺栓46和固定螺母47与侧挡板32上的侧挡板螺栓孔33固定连接。
43.参照图1和图6，堆挡组件5包括：与底部支架11连接的阻挡架52以及设置在阻挡架52上的堆积挡板51，堆积挡板51位于斜槽组件3和阻挡架52之间。阻挡架52包括：阻挡竖架521、阻挡斜架522和阻挡底架523，阻挡竖架521和阻挡底架523垂直连接，阻挡斜架522斜向支撑阻挡竖架521和阻挡底架523防止产生形变。阻挡底架523上设有凹陷槽口，用以容纳合页35。阻挡斜架522上设有槽口，用以支撑堆积挡板51。堆积挡板51通过阻挡架52和斜槽组件3之间形成的槽位、固紧螺栓38、固紧螺母39来固定卡紧，以阻挡从斜槽组件3滑落的碎屑物料，且堆积挡板51可根据不同高度要求进行更换，以模拟实现真实情况下不同挡墙阻挡碎屑流动的情况。阻挡架52通过阻挡架固定角码53和阻挡架角码螺钉54与底部支架11固定连接，从而使堆挡组件5和外框组件1形成整体，避免堆积碎屑物料的推力使阻挡架52产生移动。
44.参照图1和图7，测量组件6包括与侧挡板32接触的测角尺61和与测角尺61连接的测角尺固定角码62，测角尺61靠近侧挡板32并存在间隙，保证测量的精确度的同时避免对斜槽组件3的转动产生摩擦阻力，测角尺固定角码62通过测角尺角码螺钉63固定于底部支架11之上，测角尺61则通过对称设置的测角尺固定角码62进行固定，并且在测角尺61上刻印有角度刻度线，用以测量获取斜槽组件3的倾斜角度。
45.本实用新型的操作过程：（1）调整斜槽组件3至预先设计的倾斜角度，移动支撑横杆26至相应高度支撑斜槽组件3，并通过调整限位支撑件25使其位置固定；（2）通过测量组件6测量倾斜角度数值，检查是否达到预先设计斜槽组件3的倾斜角度，若否则继续调整支撑横杆26的高度直至角度符合预期要求；（3）持续添加物料至物料盒组件4，物料由前板42底部的开口间隙滑落至斜槽组件3；（4）物料沿底板31向下滑动，进行碎屑流动观察；（5）物料在底板31上滑落遇到堆积挡板51的阻挡停止运动，并开始进行堆积，进行碎屑堆积观察；（6）按需求改变斜槽组件3的倾斜角度，重新进行实验。
46.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。