一种滑坡涌浪物理模拟装置的制作方法

1.本实用新型涉及模拟设备领域，具体的说是一种滑坡涌浪物理模拟装置。


背景技术：

2.滑坡体在外界致灾因素的作用下，如降雨，地震，库水位调度等情况下，会产生滑坡涌浪灾害，对河道附近村庄水坝等建筑物产生威胁。滑坡涌浪灾害现在已经成为人员财产，工程安全的重要威胁。滑坡体在下滑中的运动特征、运动距离、运动时间、入水角度、入水形状等要素对涌浪的产生特征有着重要影响。通常对滑坡涌浪研究的主要方法有理论分析、物理模型试验、数值模拟等。
3.目前，现有的模拟滑坡滑动机制的物理模型存在两个主要问题：1.只是概念模型对于滑体的三维形状考虑的不够充足；不同滑体入水形状对涌浪特征不同。2.在滑动过程中滑体只受到恒定的摩擦阻力，没有考虑到滑体运动过程中运动阻力减小的特性。


技术实现要素：

4.为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种滑坡涌浪物理模拟装置，通过设置滑体加速装置和滑体约束装置，不仅可以调节滑体初始运动速度，还可以控制滑体启滑位置及滑体运动中的速度。
5.为实现上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的：
6.一种滑坡涌浪物理模拟装置，包括滑体、基岩、对岸岩体、柔性挡板和滑体约束装置；所述基岩和对岸岩体相对设置并形成一个连贯的滑坡面；所述柔性挡板设置在滑坡面的两侧；所述滑体约束装置沿着滑坡面设置，且设置在滑坡面的内部。
7.作为优选，所述的约束装置为连接有电源和调节开关的电磁铁。
8.作为优选，还包括滑体，滑体中空，底部设有钢板和配重，钢板的下底面设有可更换的表面材料。
9.作为优选，所述滑体为3d打印成型结构。
10.作为优选，还包括滑体加速装置；所述滑体加速装置包括气动推杆和操控装置，所述气动推杆和操控装置通过信号连接线连接。滑体加速装置设置在基岩的上方，与基岩采用锚栓连接。
11.作为优选，所述基岩还设有浪高监测装置和压力监测装置。
12.作为优选，所述基岩还设有滑体监测装置。
13.作为优选，所述的滑体监测装置为高斯摄像机。
14.本实用新型的有益效果：
15.本实用新型提供设置滑体约束装置，通过调整电磁，可对滑体运动中的速度进行调整；通过设置滑体加速装置可以对滑体施加推力，使得滑体可以模拟不同破坏模式达到不同等效速度，且初速度较大可以用于模拟滑体突然崩塌破坏产生的涌浪；
16.滑体采用3d打印技术制成，可根据不同岩土性质材料喷绘不同颜色及编号，便于
实验记录。
17.通过将滑体设计为中空结构，并在内部设置钢板和配重，通过调节配重的形式，调整滑体密度。通过在滑体底部设置更换的表面材料，可用于模拟不同滑体运动中的滑动速度，相对位移以及重心变化情况。
附图说明
18.图1是本实用新型的正视结构图；
19.图2使本实用新型的侧视结构图；
20.图3使本实用新型的电磁铁布置结构图；
21.图4使本实用新型的滑体内部结构示意图；
22.图5使本实用滑体加速装置正视结构示意图；
23.图中，1-滑体、2-基岩、3-对岸岩体、4-柔性挡板、5-滑体约束装置、6-滑体加速装置、61-气动推杆、62-操控装置、63、信号连接线、7-滑速监测装置、8-浪高监测装置、9-压力监测装置、10-钢板、11-表面材料、12-配重。
具体实施方式
24.为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
25.本实用新型所采用的前后左右等方位名词是为了便于描述本实用新型的结构而采用的一种描述手段，本实用新型在实际使用时，不受该方位名词的限制。
26.如图1-5所示，所述的滑坡涌浪物理模拟装置包括滑体1、基岩2、对岸岩体3、柔性挡板4、滑体约束装置5和滑体加速装置6。其中，基岩2和对岸岩体3相对设置并形成一个连贯的滑坡面；通过将滑体1沿着滑坡面滑动，可进行滑坡涌浪模拟试验。滑体1为中空件，底部设有钢板10和配重12，钢板10的下底面设有可更换的表面材料11。采用粘结的方式将表面材料11和10进行连接，试验可通过更换表面材料11和配重，调节滑块1滑动过程中的摩擦阻力，用于模拟运动过程中阻力降低，精确分析滑坡运动特征。此外，滑体1为中空结构，可以在里面填充不同密度的材料，起到调整滑体重量和摩擦力的作用。
27.柔性挡板4设置在滑坡面的量侧，可以用于挡水以及对与传来的波浪进行吸收，防止涌浪在边界上反射叠加。
28.滑体约束装置5沿着滑坡面设置，且设置在滑坡面的内部。约束装置5为连接有电源和调节开关的电磁铁，可对滑块1中设置的钢板10产生磁性吸力，通过调节开关调节电磁，进而实现对滑块1吸力的大小，进而起到调整滑体1运动中的速度的作用。
29.滑体加速装置6为采用电脑控制的内带独立气泵的气动推杆，在操控装置62控制下每个气动推杆61可以单独运动，通过设置操控装置62，根据滑体和加速装置的距离调节气动推杆61的伸出长度。调节不同的进气速度调节气动推杆61的伸出速度。滑体加速装置设置在基岩的上方，与基岩采用锚栓连接。气动推杆61通过密闭橡胶和外壳连接，信号连接线63通过密封橡胶和外壳和操控装置62连接。
30.滑体加速装置6可以对滑体1施加推力，使得滑体1根据不同破坏模式达到不同等效速度，且初速度较大可以用于模拟滑体的崩塌破坏涌浪模式。
31.作为一种优选技术方案，基岩2上还设有浪高监测装置8、压力监测装置9以及滑体监测装置7。滑体监测装置采用高斯摄像机，用于监测滑坡过程中滑体的运动特征和堆积特征，结合基岩2记录涌浪爬高。
32.作为另外一种优选技术方案，滑体1采用3d打印制备，保证块体外形的精确性，同时能根据不同岩土性质材料喷绘不同颜色及编号便于实验记录。
33.最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。


技术特征：
1.一种滑坡涌浪物理模拟装置，其特征在于：包括滑体（1）、基岩（2）、对岸岩体（3）、柔性挡板（4）和滑体约束装置（5）；所述基岩（2）和对岸岩体（3）相对设置并形成一个连贯的滑坡面；所述柔性挡板（4）设置滑坡面的两侧；所述滑体约束装置（5）为连接有电源和调节开关的电磁铁，所述电磁铁沿着滑坡面的内部布置，且设置在滑坡面的内部；所述滑体（1）为中空件，其底部设有钢板（10）。2.根据权利要求1所述的一种滑坡涌浪物理模拟装置，其特征在于：所述滑体（1）为中空件，其底部还设有配重（12），钢板（10）的下底面设有可更换的表面材料（11）。3.根据权利要求2所述的一种滑坡涌浪物理模拟装置，其特征在于：所述滑体（1）为3d打印成型结构。4.根据权利要求1或2所述的一种滑坡涌浪物理模拟装置，其特征在于：还包括滑体加速装置（6）；所述滑体加速装置（6）包括气动推杆（61）和操控装置（62），所述气动推杆（61）和操控装置（62）通过信号连接线（63）连接；所述滑体加速装置（6）设置在基岩（2）的上方且与基岩（2）通过螺栓连接。5.根据权利要求3所述的一种滑坡涌浪物理模拟装置，其特征在于：所述基岩（2）上还设有浪高监测装置（8）和压力监测装置（9）。6.根据权利要求3所述的一种滑坡涌浪物理模拟装置，其特征在于：所述基岩（2）上还设有滑体监测装置（7）。7.根据权利要求6所述的一种滑坡涌浪物理模拟装置，其特征在于：所述的滑体监测装置（7）为高斯摄像机。

技术总结
本实用新型涉及一种滑坡涌浪物理模拟装置，包括滑体、基岩、对岸岩体、柔性挡板、滑体约束装置和滑体加速装置，其中，基岩和对岸岩体相对设置并形成一个连贯的滑坡面；通过将滑体沿着滑坡面滑动，可进行滑坡涌浪模拟试验。沿着滑坡面的内部设置有滑体约束装置，可对滑体的速度进行调控，基岩上设有滑体加速装置，可以对滑体施加推力，使得滑体可根据不同破坏模式达到不同等效速度，本实用新型不仅可以调节滑体初始运动速度，还可以控制滑体启滑位置及滑体运动中的速度。滑体运动中的速度。滑体运动中的速度。


技术研发人员：陈鸿杰 田雷 徐卫亚 谭彬
受保护的技术使用者：华能澜沧江水电股份有限公司
技术研发日：2021.12.22
技术公布日：2022/8/16