[实用新型]一种实验用滑槽及其实验系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种实验装置，特别是涉及一种模拟地质灾害中高速远程滑坡碎屑流运动的实验用滑槽及由该实验实现的实验系统，属于实验机械设备领域。 

背景技术

滑坡是自然界和基础工程建设中常见的地质灾害，滑坡灾害给全球经济建设和人民生命财产造成了巨大损失。在众多的地质灾害中，突发性的高速远程滑坡碎屑流往往由于其巨大的体积、异乎寻常的高速度以及超远的运动距离对生活在该地区的人民生命财产安全、工程设施等造成巨大的灾难。例如1903年加拿大亚伯达省发生巨型崩塌，体积约为1.1×107m³的岩土体从高1000～3000英尺的地方俯冲下来与坡脚碰撞转化为碎屑流，在不到30s的时间里运动了2.5km，掩埋了半个Frank镇，造成超过10000人死亡。汶川地震触发了牛圈沟滑坡、东河口滑坡、文家沟滑坡以及谢家店滑坡等大量的高速远程滑坡碎屑流造成了巨大的人员伤亡、泥石流以及堰塞湖等，也给地震的救援与重建工作带来了巨大的困难。 

由于高速远程滑坡-碎屑流重大的危害性，对其运动机理及参数的研究就成为地质灾害研究的重点问题。目前为止，研究该类滑坡的技术手 段主要有现场考察、统计方法、数值模拟以及模型实验等。由于获得现场的检测数据难度很大，而模型实验可以很直观的获取岩石碎屑在滑槽中的运动过程和参数，可以补充现场监测参数的不足，一直是研究者们广泛采用的一种手段。 

滑坡模型实验的常规设备是实验用滑槽，现有实验用滑槽虽然形式多样但主要存在两方面缺陷，一是滑槽整体调节倾斜角度不便，二是单一滑槽无法对碎屑的运动方向改变的现象以及碎屑流翻越坡顶的现象进行有效模拟。因而现有实验用滑槽往往难以直观检测岩石碎屑运动。 

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供一种便于调节滑槽倾斜角度，且适于模拟滑坡-碎屑流运动的实验用滑槽。 

为实现上述目的，本实用新型实验用滑槽的技术方案如下： 

一种实验用滑槽，是两端开口的长槽型结构，其特征在于：由陡坡槽段、缓坡槽段、平坡槽段依次连接构成；所述陡坡槽段与缓坡槽段间、缓坡槽段与平坡槽段间是活动铰接和/或有夹角的固定联接；当为有夹角的固定联接时，滑槽各段与水平面有夹角α，α＜90°，且陡坡槽段与水平面夹角α1＞缓坡槽段与水平面夹角α2＞平坡槽段与水平面夹角α3。 

上述实验用滑槽由三段槽段组合而成，三槽段分别设置不同的倾斜角度，可以实现对多种自然滑坡现象的模拟。陡坡槽段与水平面夹角α1＞缓坡槽段与水平面夹角α2＞平坡槽段与水平面夹角α3的设置，保证了滑槽整体从上而下坡度逐渐降低的走向，能够有效模拟地质灾害中岩石碎屑从上至下下落的快慢过程。 

上述实验用滑槽在优选设计下，陡坡槽段与缓坡槽段间是活动铰接，缓坡槽段与平坡槽段间是有夹角的固定联接。采用这种联接方式的目的是缓坡槽段与平坡槽段间采用有夹角的固定联接可以较好稳固滑槽整体，而陡坡槽段与缓坡槽段间采用活动铰接可以在保证易于调节的前提下又能够有效模拟更多坡度状态的陡坡条件。 

为适用于对碎屑流运动状态的模拟，上述实验用滑槽还包括挑坎件和/或减速坡件；挑坎件可拆卸地固定在陡坡槽段与缓坡槽段连接处；减速坡件可拆卸地固定在缓坡槽段和/或平坡槽段内底面。挑坎件的主要作用要是将下泄的高速水（碎屑）流向下游抛射，改变水（碎屑）碎屑的运动方向，使其飞行一段距离。阻挡坡的作用是模拟碎屑流的翻越坡顶的现象，以及不同倾角对堆积形态的影响。根据模拟试验的需要，滑槽中可以同时布置挑坎件与减速坡件，或者只布置其中之一。使用时，挑坎件布置在陡坡槽段与缓坡槽段之间，覆盖二者间的联接部位。减速坡件布置在缓坡槽段与平坡槽段内，可以同时布置在两槽段内，也可只布置在其中之一。减速坡件在槽段内的具体位置根据试验需要设计调节。 

一般情况下，挑坎件是实心或空心直三棱柱，棱柱轴向平行于滑槽径向，棱角β向上，棱角β的二连接面分别连接陡坡槽段与缓坡槽段的底面。或者，挑坎件是V型折板A，棱角β平行于滑槽径向，棱角β向上，棱角β的二连接面分别连接陡坡槽段与缓坡槽段的底面。挑坎件的棱角β＞90°。一般情况下，减速坡件是实心或空心直角三棱柱，棱柱轴向平行于滑槽径向，直角三棱柱的斜面连接滑槽上段底面。或者，减速坡件是V型折板B，折板轴向平行于滑槽径向，V型折板B一面垂直于滑槽底面，另一面连接滑槽上段底面。V型折板B的夹角＜90°。