[发明专利]滑坡碎屑流冲击承灾体的模型试验装置和试验方法

权利要求书

1.一种滑坡碎屑流冲击承灾体的模型试验装置，其特征在于，包括：传动控制装置、固定钢架(1)、承灾体支撑板(2)、楔形体支架板(3)、滑坡碎屑流楔形体模型(4)、承灾体模型(5)；

所述传动控制装置由主动滑轮(6)、从动滑轮(7)、驱动电机(8)、变速器(9)、驱动链条(10)、合页型推板(11)、滑轨(12)组成；

所述固定钢架(1)由不锈钢空心矩管焊接而成，固定钢架(1)上安装承灾体支撑板(2)、主动滑轮(6)、从动滑轮(7)、驱动电机(8)和变速器(9)，驱动电机(8)和变速器(9)带动主动滑轮(6)与从动滑轮(7)，从而带动连在主动滑轮(6)和从动滑轮(7)上的驱动链条(10)，驱动链条(10)上固定合页型推板(11)，承灾体模型(5)下表面安装滚轮(18)，承灾体支撑板(2)安装在固定钢架(1)上，滑轨(12)安装在承灾体支撑板(2)上，滚轮(18)安装在滑轨(12)上与滑轨滑动配合；

固定合页型推板(11)安装在驱动链条(10)上，固定合页型推板(11)与承灾体模型(5)接触，能够推动承灾体模型(5)沿着滑轨(12)滑动；

所述楔形体支架板(3)架设在传动控制装置末端，楔形体支架板(3)上表面高度与滑轨(12)表面平齐，楔形体支架板(3)上方放置滑坡碎屑流楔形体模型(4)，楔形体支架板(3)底部前端采用两根支架柱(15)支撑，支架柱(15)通过合页(16)与楔形体支架板(3)连接，楔形体支架板(3)底部后端采用液压千斤顶(17)支撑，千斤顶(1)起到调节楔形体支架板(3)坡度的作用。

2.根据权利要求1所述的一种滑坡碎屑流冲击承灾体的模型试验装置，其特征在于：所述模型试验装置的实验结果由测试记录装置记录，所述测试记录装置包括：高清摄像机(13)、高清照相机(14)、冲击力传感器、测速仪、三维激光扫描仪；

所述承灾体模型(5)上安装冲击力传感器，模型试验装置周围安装高清摄像机(13)、高清照相机(14)、测速仪和三维激光扫描仪。

3.根据权利要求1所述的一种滑坡碎屑流冲击承灾体的模型试验装置，其特征在于：所述滑坡碎屑流楔形体模型(4)是模拟斜坡岩土体由于各种原因在重力作用下，沿一定软弱面整体呈楔形体分布向下运动的滑坡碎屑流，按照形态参数、颗粒粒径分布、孔隙参数制作。

4.根据权利要求3所述的一种滑坡碎屑流冲击承灾体的模型试验装置，其特征在于：孔隙参数用于控制滑坡碎屑流运动的固相体积分数，相应孔隙采用泡沫颗粒材料填充。

5.根据权利要求1所述的一种滑坡碎屑流冲击承灾体的模型试验装置，其特征在于：，所述承灾体模型(5)是承受滑坡碎屑流冲击作用实体模型，包括各类建筑物及构筑物。

6.根据权利要求5所述的一种滑坡碎屑流冲击承灾体的模型试验装置，其特征在于：建筑物及构筑物包括：房屋建筑、桥梁隧道、公路铁路、堤坝挡墙、防护网。

7.一种承灾体冲击滑坡碎屑流楔形体的模型试验方法，其特征在于：模型试验方法是在权利要求1所述的模型试验装置的基础上实现的；

模型试验方法包括以下步骤：

步骤1，进行试验装置的组装，按靠近从动滑轮(7)端位置架设好楔形体支架板(3)，将滑坡碎屑流楔形体模型(4)放置在楔形体支架板(3)上，调节液压千斤顶(17)支撑的高度以确定滑坡碎屑流楔形体模型(4)的坡度；将承灾体模型(5)置于靠近主动滑轮(6)端，通过改变承灾体模型(5)下(18)滚轮的位置来调整承灾体模型(5)与冲击方向的角度；

步骤2，按照变速器(9)预设档位启动驱动电机(8)带动驱动链条(10)和合页型推板(11)，合页型推板(11)推动承灾体模型(5)沿着滑轨(12)滑动，继而冲击滑坡碎屑流楔形体模型(4)；

步骤3，通过测试记录装置对承灾体模型(5)冲击滑坡碎屑流楔形体模型(4)全过程以及承灾体模型(5)结构冲击后的情况进行图像记录，通过冲击力传感器对承灾体模型(5)受荷结构冲击时的冲击力进行采集，同时设置测速仪对承灾体模型(5)在驱动链条(10)上的运动速度信息进行采集，设置三维激光扫描仪对冲击后的承重结构面进行点云数据采集；

步骤4，利用采集到的图像信息、冲击力信息、传动速度信息和点云数据进行数据处理和研究分析。