一种双储料仓及可变宽度水槽的泥石流冲击试验装置

摘要

本发明公开了一种双储料仓及可变宽度水槽的泥石流冲击试验装置，包括自动上料部分、储料仓、水槽部分及测试部分；自动上料部分采用链条式提升，将浆体材料提升到储料仓，储料仓分为上料仓和下料仓，二间之间通过圆形的溜筒相连，上料仓、下料仓均设有阀门；水槽中间设中间挡板，可调节水槽宽度；通过螺栓式升降杆实现水槽倾斜角度无级改变，以得到不同流速的泥石流。本发明可以延长冲击时间，并且可以模拟阵流，水槽可改变宽度，从而该试验装置可以适应多种工况的试验，试验装置简单实用，效率高、成本低。

说明书

技术领域

本发明涉及一种泥石流冲击力试验系统，特别涉及一种双储料仓及可变宽度水槽的泥石流冲击试验装置。

背景技术

在中国，尤其是中西部地区泥石流灾害频发，对公路、铁路以及其他建筑设施造成了极大的破坏。为了预防泥石流对结构物的破坏，以便采取有效的保护措施，需要对泥石流的冲击过程和效应进行试验分析。因此设计一种简单高效的泥石流冲击试验装置，是研究人员要解决的首要问题之一。

现有的一般试验装置存在的问题：1、上料采用人工提升，费力、效率低；2、只有一个储料仓，每次试验的泥石流浆体量比较少，浆体下泄连续时间短、冲击时间很短，无法测到多个波峰(即阵性流)，有些参数不易测定；3、水槽宽度固定不可调，适应性较差。采用综合泥石流模拟试验系统可以解决上述问题，但是设备极其昂贵，达到数百万之巨。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种双储料仓及可变宽度水槽的泥石流冲击试验装置，可以延长冲击时间，并且可以模拟阵性泥石流，水槽可改变宽度，从而该试验装置可以适应多种工况的试验，试验装置简单实用，效率高、成本低。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种双储料仓及可变宽度水槽的泥石流冲击试验装置，包括链条式上料机支架、桁式支架；设置有上料斗，所述上料斗固定在链条式上料机支架的链条上；设置有带动链条向上移动的电动机；

在桁式支架上端固定有上料仓，所述上料仓用于储存上料斗卸下的泥石流浆体，在上料仓出料口设置有控制出料的阀门，上料仓出料口固定有用于出料的溜筒；

设置有水槽，所述水槽上端设置有下料仓，下端设置冲击压力测试装置；下料仓正对溜筒出口，在下料仓出料口处设置有对开阀门；水槽内沿水槽长度方向活动设置有中间挡板，以及搭接中间挡板与水槽边缘的斜向挡板，当中间挡板在水槽内横向移动时，水槽实际使用宽度得到调节。

进一步的，所述上料斗通过滚动卡轮与链条式上料机支架相连接。

进一步的，所述水槽通过升降杆与桁式支架相连接或水槽通过升降杆支撑于地面。

进一步的，所述水槽的底板、墙板以及中间挡板均采用透明PVC板制成。

进一步的，所述水槽下端固定在旋转支架上。

进一步的，所述上料仓内刻有容积刻度。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：1)自动上料机采用链条式升降系统，运行稳定可靠、省力，提高了效率；2)水、细砂、颗粒按比例直接放在储料仓中进行搅拌均匀，操作简单；3)双储料仓设计，一方面可增加料仓容积，另一方面还可以模拟阵性流；4)水槽通过升降杆可以方便地实现无级调坡，以得到不同的流速。

附图说明

图1是本发明泥石流冲击试验装置结构示意图。

图2是本发明中水槽平面结构示意图。

图中：上料斗1、链条式上料机支架2、电动机3、上料仓4、第一泥石流浆体5、阀门6、溜筒7、桁式支架8、下料仓9、第二泥石流浆体10、对开阀门11、升降杆12、水槽13、第一高速摄像机14、第二高速摄像机15、第三高速摄像机16、冲击压力测试装置17、旋转支架18、废料池19、电脑20、数据采集仪21、右门22、左门23、斜向挡板24、中间挡板25。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明中，自动上料机独立于支架系统，链条式上料机支架2通过螺栓固定在地上，提升系统采用链条式，相比于普通的钢丝绳更加稳定可靠；上料斗1通过滚动卡轮与链条式上料机支架2相连接，确保在上升过程中上料斗1不脱离链条式上料机支架2，更安全可靠。电动机3采用两相220V电压，相比于普通的三相电机，使用起来更方便适用。

上料仓4固定安装于桁式支架8上，先在上料仓4中按比例放入自来水，上料斗1将按比例配置的细砂、颗粒固体物质提升至上料仓4中，再搅拌均匀，形成第一泥石流浆体5。也可以直接采用砂浆搅拌机将按比例配置的水、细砂、颗粒搅拌均匀形成泥流浆体后，再采用上料斗1直接提升至上料仓4。

上料仓4上刻有容积刻度，可方便地度量仓内第一泥石流浆体5的体积，上料仓4底部设有圆形的溜筒7，溜筒7与下料仓9相对，溜筒7上设有圆形的阀门6；打开阀门6，上料仓4中的浆体可以直接迅速地流到下料仓9中。下料仓9设置在水槽13顶部约1m范围内，下料仓9前设有对开阀门11，便于迅速打开，使第二泥石流浆体10沿水槽13下冲。

如图2所示，水槽13顶部为下料仓9，水槽13中设中间挡板25和斜向挡板24将水槽13一分为二，中间挡板25在水槽13内可以横向移动，可以任意变化水槽13使用宽度，以适应多种工况试验要求。对开阀门11分为右门22和左门23。

本发明装置使用时，首先在上料仓4中拌好第一泥石流浆体5，然后溜放到下料仓9中备用，再在上料仓4中制备第二批浆体，试验时先打开对开阀门11溜放下料仓9中的第二泥石流浆体10，待一定时间后再打开阀门6直接溜放上料仓4中第一泥石流浆体5至水槽13中，这样可增加冲击试验的时间延长冲击是程，也可以模拟两次阵性泥石流的情况。在试验中也可仅使用上料仓4，对开阀门11保持一直打开状态，当打开阀门6，上料仓4中的第一泥石流浆体5直接溜放到水槽13中冲击冲击压力测试装置17，从而可以得到更高的流速。

水槽13通过升降杆12与支架系统相连接或通过升降杆12支撑于地面，通过转动螺栓杆即可实现水槽13倾角变化，以得到不同的流速，实现不同的冲击工况。冲击压力测试装置17上安装各种传感器设备可根据试验目的自行配备。

水槽13底板、墙板以及中间挡板25可采用透明PVC板制成，便于观察，高速摄像系统由第一高速摄像机14、第二高速摄像机15、第三高速摄像机16组成，监测水槽13中段，冲击压力测试装置17泥石流冲击情况。

本发明中各部件尺寸均可根据计算及现场实际情况进行调整。本发明装置模拟泥石流，能准确地采集到泥石流冲击力，为进一步研究泥石流冲击不同截面形式桥墩的动力响应奠定了试验基础。