一种可控双向变孔隙率复合海堤实验模型

1.本发明涉及实验仿真器械技术领域，尤其涉及一种可控双向变孔隙率复合海堤实验模型。


背景技术：

2.海堤是为了防御海潮和风浪的侵袭、降低其带来的危害，在河口、海岸地区修筑的一种专门用来阻挡海浪的建筑物。海堤一般为倾斜设置，其前侧多为临水斜坡，用于接触并阻挡水浪，临水斜坡的表面一般还排列设置有多个槽道，利用多个槽道配合消除水浪。
3.然而，为了研究不同的槽道结构对水浪的消除效果，往往需要通过构建海堤的仿真模型进行模拟实验，但是由于实验室常用的海底模型，其槽道是固定不变的，因此在实验过程中需要通过更换多个不同槽道尺寸的海堤模型进行实验，才能获得不同实验数据，实验数据的采集过程繁琐。另外，为了进一步深入研究海堤的消浪效果，在海堤模型的研究工作中，一般需要分别研究海堤应对水浪的二维问题和三维问题，研究海堤的三维问题主要是用于研究实际情况下孔隙率对消浪效果的影响，而研究海堤的二维问题则便于进行数值模型验证和机理性研究；当需要考虑二维问题时，海堤上各个槽道之间的间距尺寸要小于槽道的长度尺寸，即需要槽道的孔隙率较大，而当需要考虑三维问题时，海堤上各个槽道之间的间距尺寸要大于槽道的长度尺寸，即需要槽道的孔隙率较小，让海堤的临水斜坡表面呈现为多孔结构，由此便不得不投入使用多种不同槽道尺寸的海堤模型分别进行关于海堤二维问题和三维问题的研究实验，进一步加大了实验的繁琐程度，不利于科学研究工作。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种可控双向变孔隙率复合海堤实验模型，能便于调节海堤模型的槽道尺寸，灵活改变槽道的孔隙率，以有助于应对不同维度问题的海堤模拟研究实验，以便进行多种数值模拟研究，从而方便进行海堤消浪的科学研究工作。
5.本发明一种可控双向变孔隙率复合海堤实验模型，包括堤坝基座，所述堤坝基座的一侧形成有用于接触水浪的临水斜坡，所述临水斜坡的表面形成有若干个槽道；
6.各个所述槽道内分别排列划分有若干个栅格孔；
7.各个所述栅格孔内分别设置有能活动升降的活动分隔板，通过上升所述活动分隔板能分切所述栅格孔；
8.所述临水斜坡的表面滑动叠合有若干块第一滑动板；
9.各个所述第一滑动板分别沿所述槽道的宽度方向平移至各个所述栅格孔的开口处后，与下方的各个所述活动分隔板相互垂直拼接，以部分遮蔽各个所述栅格孔。
10.根据本发明的一种可控双向变孔隙率复合海堤实验模型，所述槽道内设置有若干个沿着槽道长度方向排列的固定分隔板，各个所述栅格孔之间通过所述固定分隔板分隔。
11.根据本发明的一种可控双向变孔隙率复合海堤实验模型，各个所述第一滑动板的底面分别滑动叠合有第二滑动板，各个所述第二滑动板分别随各个所述第一滑动板沿所述
槽道的宽度方向平移并部分遮蔽各个所述栅格孔后，各个所述第一滑动板继续带动各个所述活动分隔板沿着所述槽道的长度方向平移，以逐渐完全封闭各个所述栅格孔。
12.根据本发明的一种可控双向变孔隙率复合海堤实验模型，各个所述栅格孔的底面分别开设有平行于所述槽道宽度方向的收纳缝，所述收纳缝的长度与所述槽道的宽度相同，各个所述活动分隔板分别滑动配合在各个所述收纳缝内。
13.根据本发明的一种可控双向变孔隙率复合海堤实验模型，所述第一滑动板的底部形成有往所述槽道的槽底方向凸出的连接座，所述连接座内形成有与所述活动分隔板的顶部相互对应的连接孔，所述活动分隔板从所述收纳缝上升后配合插接至所述连接孔内。
14.根据本发明的一种可控双向变孔隙率复合海堤实验模型，所述临水斜坡的表面形成有若干个滑轨，所述滑轨设置在所述栅格孔的一侧并且朝所述槽道的宽度方向延伸，各个所述第二滑动板分别滑动配合在各个所述滑轨上。
15.根据本发明的一种可控双向变孔隙率复合海堤实验模型，所述第二滑动板底部的相对两侧边分别设置有向下凸出的滑块，所述第二滑动板通过底部两侧的滑块滑动配合在所述滑轨内。
16.根据本发明的一种可控双向变孔隙率复合海堤实验模型，所述临水斜坡的表面滑动设置有滑动框架，各个所述第一滑动板均位于所述滑动框架内并且分别与所述滑动框架一体连接。
17.根据本发明的一种可控双向变孔隙率复合海堤实验模型，各个所述槽道之间的间距尺寸大于所述槽道的宽度尺寸。
18.根据本发明的一种可控双向变孔隙率复合海堤实验模型，所述活动分隔板位于所述栅格孔的中部。
19.本发明的一种可控双向变孔隙率复合海堤实验模型，由于各个所述槽道内分别排列划分有若干个栅格孔，并且各个所述栅格孔内分别设置有能活动升降的活动分隔板，因此可以利用活动分隔板的上升把槽道内的各个栅格孔进行进一步分切，以从侧面遮蔽槽道；同时，由于所述临水斜坡的表面滑动叠合有若干块第一滑动板，并且第一滑动板能够与所述活动分隔板相互垂直拼接，因此当各个所述第一滑动板分别沿所述槽道的宽度方向平移至各个所述栅格孔的开口处时，第一滑动板通过侧边与底部的活动分隔板相互垂直拼接后，便可以从顶部和侧面共同遮蔽所述栅格孔，对所述栅格孔进行部分的遮蔽，让槽道内的孔隙率减小，也就是说，通过滑动平移各个第一滑动板以及移动升降各个活动分隔板，便可以灵活调节各个槽道的尺寸，产生不同尺寸的槽道。在实际的海堤实验过程中，当各个第一滑动板和各个活动分隔板配合遮蔽各个栅格孔时，各个槽道内的孔隙率减小，有助于实现各个槽道之间的间距尺寸大于槽道的长度尺寸，让海堤的临水斜坡表面呈现为多孔结构，海堤在整体上呈现为三维的多孔结构后，便可以研究海堤应对消浪的三维问题，以研究实际情况下孔隙率对消浪效果的影响；相反，当各个第一滑动板和各个活动分隔板不再遮蔽各个栅格孔时，各个槽道内的孔隙率增大，有助于实现各个槽道之间的间距尺寸小于槽道的长度尺寸，如此便可以改变为研究海堤应对消浪的二维问题，以便于进行数值模型验证和机理性研究。因此，本发明提供一种可控双向变孔隙率复合海堤实验模型，能便于控制复合海堤模型的槽道尺寸，灵活改变槽道的孔隙率，以应对不同维度问题的海堤模拟研究实验，以便进行多种数值模拟研究，从而方便进行海堤消浪的科学研究工作。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明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。
21.图1是本发明的整体结构简要示意图(二维初始状态)；
22.图2是本发明的活动示意图(第一滑动板6上移)；
23.图3是本发明的活动示意图(活动分隔板5上升后与第一滑动板6垂直拼接)；
24.图4是本发明中堤坝基座2的结构示意图；
25.图5是本发明中活动分隔板5的结构示意图；
26.图6是本发明中第一滑动板6和滑动框架13的结构示意图；
27.图7是本发明中第二滑动板8的结构示意图；
28.图8是本发明的活动示意图(第二滑动板8开始上移)；
29.图9是本发明的活动示意图(第二滑动板8完成上移)；
30.图10是本发明的活动示意图(第一滑动板6横移)；
31.图11是本发明的局部结构简要示意图；
32.图12是本发明的局部结构简要示意图。
33.附图标记：
34.1、堤坝基座，2、临水斜坡，3、槽道，4、栅格孔，5、活动分隔板，6、第一滑动板，7、固定分隔板，8、第二滑动板，9、收纳缝，10、连接孔，11、滑轨，12、滑块，13、滑动框架。
具体实施方式
35.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
36.如图1～图6所示，本实施例的一种可控双向变孔隙率复合海堤实验模型包括，包括固定在底部的堤坝基座1，堤坝基座1的前侧形成有临水斜坡2，临水斜坡2用于接触并阻挡水浪，临水斜坡2的表面形成有多个排列的槽道3，其中，各个槽道3内分别排列划分有多个栅格孔4，各个栅格孔4内分别安装有能活动升降的活动分隔板5，通过上升活动分隔板5能分切栅格孔4，即活动分隔板5上升后，能够在栅格孔4内对栅格孔4进行分切，当活动分隔板5复位下降至栅格孔4的底部后，栅格孔4便可以恢复至原本的容积空间，另外，临水斜坡2的表面滑动叠合有多块第一滑动板6，各个第一滑动板6分别沿槽道3的宽度方向平移至各个栅格孔4的开口处后，各个第一滑动板6分别与下方的各个活动分隔板5相互垂直拼接，以部分遮蔽各个栅格孔4，也就是说，通过活动，第一滑动板6可以在栅格孔4的开口处与位于
底部的活动分隔板5相互垂直拼接，如此便可以协同遮蔽栅格孔4的一部分，缩减栅格孔4的孔隙。
37.可以理解，本实施例的复合海堤实验模型，由于各个槽道3内分别排列划分有若干个栅格孔4，并且各个栅格孔4内分别设置有能活动升降的活动分隔板5，因此可以利用活动分隔板5的上升把槽道3内的各个栅格孔4进行进一步分切，以从侧面遮蔽槽道3；同时，由于临水斜坡2的表面滑动叠合有若干块第一滑动板6，并且第一滑动板6能够与活动分隔板5相互垂直拼接，因此当各个第一滑动板6分别沿槽道3的宽度方向平移至各个栅格孔4的开口处时，第一滑动板6通过侧边与底部的活动分隔板5相互垂直拼接后，便可以从顶部和侧面共同遮蔽栅格孔4，对栅格孔4进行部分的遮蔽，让槽道3内的孔隙率减小，也就是说，通过滑动平移各个第一滑动板6以及移动升降各个活动分隔板5，便可以灵活调节各个槽道3的尺寸，产生不同尺寸的槽道3。在实际的海堤实验过程中，当各个第一滑动板6和各个活动分隔板5配合遮蔽各个栅格孔4时，各个槽道3内的孔隙率减小，有助于实现各个槽道3之间的间距尺寸大于槽道3的长度尺寸，让海堤的临水斜坡2表面呈现为多孔结构，海堤在整体上呈现为三维的多孔结构后，便可以研究海堤应对消浪的三维问题，以研究实际情况下孔隙率对消浪效果的影响；相反，当各个第一滑动板6和各个活动分隔板5不再遮蔽各个栅格孔4时，各个槽道3内的孔隙率增大，有助于实现各个槽道3之间的间距尺寸小于槽道3的长度尺寸，如此便可以改变为研究海堤应对消浪的二维问题，以便于进行数值模型验证和机理性研究。因此，本发明提供一种可控双向变孔隙率复合海堤实验模型，能便于控制复合海堤模型的槽道尺寸，灵活改变槽道的孔隙率，以应对不同维度问题的海堤模拟研究实验，以便进行多种数值模拟研究，从而方便进行海堤消浪的科学研究工作。
38.在一个实施例中，如图4所示，槽道3的内部固定有多个固定分隔板7，各个固定分隔板7沿着槽道3的长度方向排列分布，各个栅格孔4之间通过固定分隔板7分隔。
39.可以理解，通过在槽道3内排列分布多个固定分隔板7，可以顺利地把槽道3划分出多个栅格孔4。
40.在一个实施例中，如图2、图3和图7所示，各个第一滑动板6的底面分别滑动叠合有第二滑动板8，第二滑动板8介于临水斜坡2的表面与第一滑动板6之间，同时结合图8、图9和图10所示，活动时，各个第一滑动板6沿槽道3的宽度方向平移至各个栅格孔4后，可以对各个第二滑动板8进行平移操作，让各个第二滑动板8也分别随各个第一滑动板6一起沿槽道3的宽度方向平移，当第二滑动板8也移动至栅格孔4内，便会与第一滑动板6一起对栅格孔4施以部分遮蔽，此时各个第二滑动板8停止移动，而各个第一滑动板6继续带动各个活动分隔板5沿着槽道3的长度方向平移，以逐渐完全封闭各个栅格孔4。
41.可以理解，由于第一滑动板6不但可以沿着槽道3的宽度方向平移，还可以沿着槽道3的长度方向平移，因此第一滑动板6还可以在槽道3的长度方向上通过移动继续遮蔽栅格孔4，从而可以更为灵活地调控槽道3内的孔隙率，进而可以根据不同的孔隙率获取多个实验数据，以便进行多种数值模拟研究，进一步方便进行海堤消浪的科学研究工作。另外，也可以理解，由于第二滑动板8也可以随第一滑动板6一起移动至栅格孔4内，因此当第一滑动板6沿着槽道3的长度方向继续移动时，第二滑动板8可以在第一滑动板6的后方协助第一滑动板6继续遮蔽栅格孔4，从而第一滑动板6便可以精准地控制槽道3的孔隙率。当然，也可以理解，在第一滑动板6沿着槽道3的长度方向继续移动的过程中，第一滑动板6也继续带动
活动分隔板5移动，即活动分隔板5也跟随第一滑动板6继续沿着槽道3的长度方向移动，因此可以确保活动分隔板5继续从侧面遮蔽槽道3。
42.在一个实施例中，结合图1、图4和图5所示，各个栅格孔4的底面分别开设有收纳缝9，收纳缝9平行于槽道3宽度方向，并且收纳缝9的长度与槽道3的宽度相同，各个活动分隔板5分别滑动配合在各个收纳缝9内。
43.可以理解，通过在栅格孔4的底面开设收纳缝9，一方面可以便于活动分隔板5的收纳，另一方面可以便于活动分隔板5沿着收纳缝9活动升降，当第二滑动板8和第一滑动板6复位，即不再遮蔽栅格孔4时，活动分隔板5可以通过下降重新收纳在收纳缝9内，以使海堤模型可以顺利地从三维多孔状态变换为二维状态。
44.在一个实施例中，如图11所示，第一滑动板6的底部形成有连接座(图中未标出)，连接座往槽道3的槽底方向凸出，并且，连接座内形成有连接孔10，连接孔10为长条状，连接孔10向下对应活动分隔板5的顶部，当活动分隔板5从收纳缝9上升后，活动分隔板5的顶部配合插接至连接孔10内。
45.可以理解，当活动分隔板5的顶部配合插接至连接孔10内部后，便可以促使活动分隔板5连接于第一滑动板6，从而在第一滑动板6沿着槽道3的长度方向平移的过程中，可以确保活动分隔板5跟随第一滑动板6一起移动，保持从侧面对栅格孔4的遮蔽。
46.在一个实施例中，结合图4和图7所示，临水斜坡2的表面形成有若干个滑轨11，滑轨11形成在栅格孔4的下侧并且朝槽道3的宽度方向延伸，各个第二滑动板8分别滑动配合在各个滑轨11上。
47.可以理解，在各个滑轨11的导向作用下，可以确保各个第二滑动板8平稳地沿着槽道3的宽度方向移动。
48.在一个实施例中，如图12所示，第二滑动板8底部的相对两侧边分别设置有向下凸出的滑块12，第二滑动板8通过底部两侧的滑块12滑动配合在滑轨11内。
49.在一个实施例中，结合图1和图6所示，临水斜坡2的表面滑动设置有滑动框架13，各个第一滑动板6均位于滑动框架13内并且分别与滑动框架13一体连接。
50.可以理解，由于各个第一滑动板6均位于滑动框架13内并且分别与滑动框架13一体连接，从而可以利用滑动框架13同步带动各个第一滑动板6一起移动，因此更加有利于操作。
51.在一个实施例中，各个槽道3之间的间距尺寸大于槽道3的宽度尺寸。
52.在一个实施例中，如图1所示，活动分隔板5位于栅格孔4的中部。
53.综合上述，本实施例的工作过程为：在初始状态下，堤坝的结构处于二维槽道状态(即第一滑动板6、活动分隔板5以及第二滑动板8均未遮蔽栅格孔4，如图1所示)；当需要模拟三维多孔状态并改变槽道的孔隙率时：第一步，如图2所示，将各个第一滑动板6分别向上推入至槽道3，让第一滑动板6遮蔽栅格孔4的顶部开口，同时，如图3所示，操控各个收纳缝9内的活动分隔板5上升，让上升后的活动分隔板5从侧面遮蔽栅格孔4，此时原本被遮盖在第一滑动板6底部的第二滑动板8便会向外展露，当相互垂直拼接后的第一滑动板6和活动分隔板5共同遮蔽栅格孔4的一部分后，此时栅格孔4的孔隙率约为50％；第二步，如图8所示，将各个第二滑动板8同样随第一滑动板6向上向推移，使得第二滑动板8也遮挡住栅格孔4的一部分，如图9所示，而此时第二滑动板8也被遮挡在第一滑动板6的底面；第三步，如图10所
示，操作各个第一滑动板6分别沿槽道3的长度方向移动，使得各个第一滑动板6分别带动各个活动分隔板5逐渐横向遮蔽各个栅格孔4，而原本被遮挡在第一滑动板6底面的第二滑动板8此时会向外展露，第二滑动板8会在第一滑动板6的后方保持遮蔽栅格孔4，随着第一滑动板6的继续横向移动，栅格孔4未被遮蔽的部分也在逐渐减小，从而便可以调整孔隙率；第四步，当各个活动分隔板5抵达至两栅格孔4之间的固定分隔板7时，全部的栅格孔4均已被完全遮蔽，此时的孔隙率为0％。
54.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。