極端荷載條件下壩體瞬間失穩(wěn)潰決的模擬裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種極端荷載條件下壩體瞬間失穩(wěn)潰決的模擬裝置，是一種適用于研究壩肩失穩(wěn)導(dǎo)致壩體瞬間潰決的試驗裝置。本實用新型的極端荷載條件下壩體瞬間失穩(wěn)潰決的模擬裝置包括防漏單元、固定平臺、壩體、水槽和失穩(wěn)單元。壩體由若干個擋板塊組成，并在固定平臺、水槽以及防漏單元和失穩(wěn)單元中的相關(guān)部件共同作用下保持著穩(wěn)定狀態(tài)。通過失穩(wěn)單元中的電阻絲發(fā)熱熔斷銅絲實現(xiàn)壩肩失穩(wěn)，壩肩失穩(wěn)后引起大壩受力失衡、擋板塊坍塌和沖毀，從而實現(xiàn)壩體瞬間潰決的試驗效果。本實用新型為研究壩肩失穩(wěn)導(dǎo)致的壩體瞬間潰決機理和瞬間潰決水流運動規(guī)律提供了可靠的試驗技術(shù)。
【專利說明】
極端荷載條件下壩體瞬間失穩(wěn)潰決的模擬裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及大壩潰決技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種極端荷載條件下壩體瞬間失穩(wěn)潰決的模擬裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著水利工程的發(fā)展，水庫大壩的數(shù)量越來越多，據(jù)2013年發(fā)布的《第一次全國水利普查公報》顯示，全國共有水庫98002座，總庫容9323.12億m3。水庫大壩為區(qū)域防洪安全、灌溉、供水提供了重要保障，對人類社會發(fā)展起到了極其重要的推動作用，是我國防洪工程體系的重要組成部分。但隨著時間的推移，水庫不可避免地會出現(xiàn)壩體老化和破損等現(xiàn)象。特別是近年來，地震事件和極端洪水等自然環(huán)境事件顯著增加，大壩發(fā)生潰決的風(fēng)險不斷提高。由于大壩潰決造成的危害極其嚴重，人們越來越重視對壩體潰決機理的研究。潰壩物理模型試驗在潰壩機理研究方面具有其它方法和手段無可比擬的優(yōu)越性，模型試驗數(shù)據(jù)是重大水利工程設(shè)計和施工的主要依據(jù)。了解潰壩機理、潰壩水流的洪峰動力特性和洪水波演進形式，有利于在潰壩下游做好防范措施，減少潰壩所造成的巨大生命和財產(chǎn)損失。
[0003]對于大壩的瞬潰研究，以往的潰壩試驗裝置主要從壩體上方抽拉擋板，使水流從下方流出，抽拉擋板的過程客觀上影響了壩體的潰決方式，也達不到瞬間潰決的效果，不可避免的人為干擾和誤差最終會導(dǎo)致試驗結(jié)果出現(xiàn)較大誤差，影響試驗的準(zhǔn)確性。因此，壩體瞬間失穩(wěn)潰決，特別是大地震或山體滑坡等不可抗拒的極端荷載引起的壩肩失穩(wěn)、壩體瞬間潰決的模擬裝置還有待進一步研究。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]實用新型目的:本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種極端荷載條件下壩體瞬間失穩(wěn)潰決的模擬裝置，克服現(xiàn)有壩體瞬間失穩(wěn)潰決試驗技術(shù)的不足，降低潰壩模型試驗中的人為誤差，特別是提供一種大地震或山體滑坡等不可抗拒的極端荷載引起的壩肩失穩(wěn)、壩體瞬間潰決的模擬裝置，對提高水庫大壩防災(zāi)減災(zāi)風(fēng)險評估水平和降低水庫水壩對下游的潛在危害具有重要意義。
[0005]技術(shù)方案:本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的極端荷載條件下壩體瞬間失穩(wěn)潰決的模擬裝置，包括防漏單元、固定平臺、壩體、水槽和失穩(wěn)單元。
[0006]所述防漏單元由防漏箱和滯留器構(gòu)成。所述防漏箱頂端中心位置設(shè)有圓孔，防漏箱的側(cè)面上端邊緣與槽底連接為一體，防漏箱下端固定于地面;所述滯留器位于防漏箱頂端的圓孔中，滯留器底部設(shè)有多個小孔。
[0007]所述固定平臺由底座、支撐桿、鐵圈、鋼管、鐵環(huán)、鐵絲、重錘A、連接件、鋼絲繩、重錘B、彈簧和支撐管構(gòu)成。所述支撐桿下端固定于底座，支撐桿上端與鋼管左下端固定連接；所述鐵圈固定在支撐桿側(cè)面，鐵圈中心位于鋼管左端的正下方;所述鋼管橫跨水槽，鋼管正下方的側(cè)面設(shè)有若干個橫縫，鋼管左端的下側(cè)面固定在支撐桿上端，鋼管右端的下側(cè)面固定在支撐管上端;所述連接件穿過鐵環(huán)布設(shè)在鋼管內(nèi)部;所述鐵環(huán)的外直徑大于鋼管的內(nèi)直徑而小于鋼管的外直徑，鐵環(huán)嵌套在鋼管側(cè)面的橫縫內(nèi)；所述鐵絲一端與鐵環(huán)連接、另一端穿過滯留器底部的某一個小孔后與重錘A連接;所述重錘B懸于鐵圈正下方，重錘B通過鋼絲繩與最左端的連接件相連;所述彈簧豎直布設(shè)在支撐管內(nèi)，彈簧的外徑等于支撐管的內(nèi)徑，彈簧上端通過鋼絲繩與最右端的連接件相連，彈簧下端固定于支撐管下端;所述鋼絲繩兩端設(shè)有小球，小球的直徑大于鋼絲繩的直徑;所述支撐管側(cè)面設(shè)有半圓柱形的孔，支撐管下端固定于底座;所述底座為混凝土結(jié)構(gòu)并固定于地面。
[0008]所述壩體由若干個擋板構(gòu)成。擋板又由若干擋板塊拼接而成，相鄰的擋板塊之間以及擋板塊與所述水槽之間用止水材料密封，擋板的背水面一側(cè)依靠在由鐵環(huán)和重錘A共同索引的鐵絲上。
[0009]所述水槽分為上游水槽和下游水槽，水槽由槽底和兩側(cè)的槽壁構(gòu)成。上游水槽和下游水槽都與防漏單元和壩體連接，上游水槽的槽底和下游水槽的槽底連接處設(shè)有安裝滯留器的圓孔。
[0010]所述失穩(wěn)單元由電源開關(guān)、絕熱盒、電阻絲和銅絲構(gòu)成。所述失穩(wěn)單元設(shè)置在支撐管側(cè)面半圓柱形的孔中，失穩(wěn)單元的外層是絕熱盒;所述電阻絲豎直布置在絕熱盒內(nèi)部，電源開關(guān)安裝在絕熱盒外部并與電阻絲通過電線連接;所述銅絲從上到下穿過絕熱盒，銅絲的上端固定在支撐管的頂端、下端連接在的彈簧上端。
[0011]在本實用新型中，所述連接件由母接頭、鋼絲繩和公接頭組成。所述鋼絲繩兩端設(shè)有小球，小球的直徑大于鋼絲繩的直徑，同一個連接件的母接頭和公接頭之間用鋼絲繩連接，兩個相鄰的連接件之間通過母接頭和公接頭相連。所述母接頭一端為片狀結(jié)構(gòu)、另一端為圓管狀結(jié)構(gòu)，片狀結(jié)構(gòu)為帶有小孔的半圓，圓管狀結(jié)構(gòu)的側(cè)面開有弧形孔和圓孔，弧形孔和圓孔都與圓管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁相通，弧形孔沿著管的軸向設(shè)置并且位于圓管狀結(jié)構(gòu)的末端，圓孔位于弧形孔的頂端并與弧形孔相交，圓孔的孔徑等于鋼絲繩兩端小球的直徑且大于圓管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑，弧形孔的孔徑等于鋼絲繩的直徑;所述公接頭一端為下凹的半球體、另一端為圓管狀結(jié)構(gòu)，下凹的半球體表面中心位置設(shè)有鉤狀結(jié)構(gòu)，公接頭的圓管狀結(jié)構(gòu)與母接頭的圓管狀結(jié)構(gòu)完全相同，側(cè)面也開有弧形孔和圓孔。所述同一個連接件的母接頭和公接頭之間用鋼絲繩連接，連接方式是將鋼絲繩兩端小球分別嵌入母接頭的圓管狀結(jié)構(gòu)側(cè)面圓孔和公接頭的圓管狀結(jié)構(gòu)側(cè)面圓孔，同時將鋼絲繩通過圓管狀結(jié)構(gòu)側(cè)面的弧形孔塞入圓管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部;所述兩個相鄰的連接件之間通過母接頭和公接頭相連，連接方式是將公接頭的鉤狀結(jié)構(gòu)鉤入母接頭的片狀結(jié)構(gòu)小孔中。
[0012]在本實用新型中，所述鋼管正下方的側(cè)面設(shè)有若干個橫縫，橫縫的長度等于所述鐵環(huán)的外直徑，橫縫的寬度等于所述鐵環(huán)的外直徑與內(nèi)直徑之差，橫縫垂直于管軸線平行布置。
[0013]在本實用新型中，所述失穩(wěn)單元的失穩(wěn)條件是通過接通電源開關(guān)使電阻絲發(fā)熱熔斷銅絲而實現(xiàn)的。
[0014]在本實用新型中，所述彈簧布置在所述支撐管內(nèi)，彈簧的外徑與支撐管內(nèi)徑相同，彈簧與支撐管之間涂有潤滑油;所述彈簧在銅絲、鋼絲繩和支撐管的共同作用下處于最大拉伸狀態(tài)，銅絲被電阻絲熔斷后，彈簧受力失衡瞬間收縮帶動重錘B急速上升，重錘B受到鐵圈阻擋后突然停止上升，在強烈的彈性波沖擊作用下，鋼管內(nèi)某一個或某幾個連接件的公接頭鉤狀結(jié)構(gòu)發(fā)生拉伸變形或斷裂，導(dǎo)致壩體失穩(wěn)。
[0015]在本實用新型中，所述重錘A在壩體失穩(wěn)之前與所述鐵環(huán)共同牽引鐵絲使得所有擋板保持靜止?fàn)顟B(tài)，在壩體失穩(wěn)之后隨著連接件和鋼絲繩向水槽兩側(cè)下落，重錘A瞬間將所有的鐵絲拖拽到防漏箱、鐵環(huán)拖拽到滯留器，在擋板自身重力和上游靜水壓力作用下?lián)醢迨Ш猓瑝误w瞬間坍塌，擋板塊被沖垮。
[0016]作為優(yōu)選，所述鋼管垂直橫跨水槽。
[0017]作為優(yōu)選，所述鋼管正下方的側(cè)面設(shè)有若干個橫縫，每個橫縫都垂直于管軸線，不同橫縫之間的距離相等，橫縫的長度等于鐵環(huán)的外直徑，橫縫的寬度等于鐵環(huán)的外直徑與內(nèi)直徑之差。
[0018]作為優(yōu)選，所述鐵環(huán)的外直徑大于鋼管的內(nèi)直徑，避免鐵環(huán)隨著連接件左右擺動而離開所在的橫縫進入鋼管內(nèi)部，影響壩肩失穩(wěn)后重錘A拖曳鐵環(huán)脫落的過程。
[0019]作為優(yōu)選，所述鋼管左側(cè)正下方焊接在支撐桿上端，所述鋼管右側(cè)端口的正下方焊接在支撐桿靠近水槽方向的側(cè)壁上端。
[0020]作為優(yōu)選，所述壩體由若干個擋板構(gòu)成，每個擋板又由若干個擋板塊拼接而成，擋板塊選用加工過的片狀石塊或特制的土石料板，擋板塊之間以及擋板塊與水槽之間用止水材料密封。
[0021]作為優(yōu)選，所述滯留器底部較厚，底部的小孔并排布置，小孔形狀為倒立的棱臺，極大地增加了鐵環(huán)被拖拽到滯留器后自動排列的概率，減小了鐵環(huán)相互纏繞的機率。
[0022]作為優(yōu)選，所述絕熱盒的形狀設(shè)計為空心的半圓柱，絕熱盒的大小與支撐管側(cè)面半圓柱形孔的大小完全相同，使得失穩(wěn)單元與支撐管共同形成一個完整的支撐柱。
[0023]作為優(yōu)選，所述母接頭和公接頭的圓管狀結(jié)構(gòu)上都設(shè)有弧形孔，弧形孔具有防止鋼絲繩從母接頭和公接頭彈跳脫落的優(yōu)點。
[0024]作為優(yōu)選，所述公接頭一端為下凹的半球體，下凹的半球體表面中心位置設(shè)有鉤狀結(jié)構(gòu);所述母接頭一端為片狀結(jié)構(gòu)，片狀結(jié)構(gòu)為帶有小孔的半圓。公接頭的鉤狀結(jié)構(gòu)鉤入母接頭的片狀結(jié)構(gòu)小孔后，公接頭與母接頭之間形了圓柱狀結(jié)構(gòu)，避免了連接件在鋼管端口可能被卡的缺陷。
[0025]有益效果:本實用新型的一種極端荷載條件下壩體瞬間失穩(wěn)潰決的模擬裝置，具有以下有益效果:
[0026](I)本實用新型的極端荷載條件下壩體瞬間失穩(wěn)潰決的模擬裝置提高了潰決過程的自發(fā)性和隨機性，克服了人為操作引起的干擾和誤差；
[0027](2)本實用新型的失穩(wěn)單元獨特設(shè)計使得模擬裝置更適合研究壩肩失穩(wěn)引起的壩體潰決冋題；
[0028](3)本實用新型的彈簧急劇收縮和重錘B急速上升受阻使得連接件公接頭的鉤狀結(jié)構(gòu)承受極大的沖量，確保了鉤狀結(jié)構(gòu)能夠在瞬間發(fā)生急劇拉伸變形或斷裂，為壩體瞬間坍塌潰決提供了保證；
[0029](4)本實用新型的壩體由若干擋板塊構(gòu)成，潰壩過程是壩體轟然沖垮，克服了整塊擋板向上抽拉過程中發(fā)生水躍現(xiàn)象的局限性，使得潰壩洪水運動更符合自然潰壩水流的運動規(guī)律，試驗效果更準(zhǔn)確；
[0030](5)本實用新型的重錘A在壩體失穩(wěn)之后瞬間將所有的鐵絲拖拽到防漏箱、鐵環(huán)拖拽到滯留器，避免了壩體失穩(wěn)后鐵環(huán)和鐵絲纏繞擋板塊而影響潰壩水流的運動，設(shè)計巧妙。
【附圖說明】
[0031 ]圖1是極端荷載條件下壩體瞬間失穩(wěn)潰決的模擬裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2是圖1中的防漏單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3是圖1中的固定平臺結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖4是圖1和圖3中的連接件結(jié)構(gòu)示意圖以及連接方式示意圖；
[0035]圖5是圖1中的失穩(wěn)單兀不意圖；
[0036]圖6是圖1和圖3中的鐵環(huán)及其連接部件示意圖。
[0037]圖中:1_防漏單元，11-防漏箱，12-滯留器，2-固定平臺，20-底座，21-支撐桿，211-鐵圈，22-鋼管，23-鐵環(huán)，24-鐵絲，25-重錘A，26-連接件，261-母接頭，262-公接頭，263-鋼絲繩，27-重錘B，28-彈簧，29-支撐管，3-壩體，31-擋板，4-水槽，41-槽底，42-槽壁，431-上游水槽，432-下游水槽，5-失穩(wěn)單元，51-電阻絲，52-電源開關(guān)，53-絕熱盒，54-銅絲。
【具體實施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖對本實用新型作更進一步的說明。
[0039]實施例:
[0040]如圖1-圖6所示，本實用新型的極端荷載條件下壩體瞬間失穩(wěn)潰決的模擬裝置，包括防漏單元1、固定平臺2、壩體3、水槽4和失穩(wěn)單元5。
[0041]如圖1和圖2所示，防漏單元I由防漏箱11和滯留器12構(gòu)成。防漏箱11頂端中心位置設(shè)有圓孔，防漏箱11的側(cè)面上端邊緣與槽底41連接為一體，防漏箱11下端固定于地面;滯留器12位于防漏箱11頂端的圓孔中，滯留器12底部設(shè)有多個小孔。
[0042]如圖1、圖3、圖4和圖6所示，固定平臺2由底座20、支撐桿21、鐵圈211、鋼管22、鐵環(huán)23、鐵絲24、重錘A25、連接件26、鋼絲繩263、重錘B27、彈簧28和支撐管29構(gòu)成。支撐桿21下端固定于底座20，支撐桿21上端與鋼管22左下端固定連接;鐵圈221固定在支撐桿21側(cè)面，鐵圈221中心位于鋼管22左端的正下方;鋼管22橫跨水槽4，鋼管22正下方的側(cè)面設(shè)有6個垂直于鋼管22軸線的橫縫，鋼管22左端的下側(cè)面固定在支撐桿21上端，鋼管22右端的下側(cè)面固定在支撐管29上端，鐵環(huán)23嵌套在鋼管22側(cè)面的橫縫內(nèi)；連接件26穿過鐵環(huán)23布設(shè)在鋼管23內(nèi)部，同一個連接件的母接頭261和公接頭262之間用鋼絲繩263連接，連接方式是將鋼絲繩263兩端小球分別嵌入母接頭261的圓管狀結(jié)構(gòu)側(cè)面圓孔和公接頭262的圓管狀結(jié)構(gòu)側(cè)面圓孔，同時將鋼絲繩263通過圓管狀結(jié)構(gòu)側(cè)面的弧形孔塞入圓管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部;兩個相鄰的連接件26之間通過母接頭261和公接頭262相連，連接方式是將公接頭262的鉤狀結(jié)構(gòu)鉤入母接頭261的片狀結(jié)構(gòu)小孔中。鐵絲24—端與鐵環(huán)23連接、另一端穿過滯留器12底部的某一個小孔后與重錘A25連接;重錘B27懸于鐵圈211正下方，重錘B27通過鋼絲繩263與最左端的連接件26相連;彈簧28豎直布設(shè)在支撐管29內(nèi)，彈簧28上端通過鋼絲繩263與最右端的連接件26相連，彈簧28下端固定于支撐管29下端，彈簧28與支撐管29之間涂有潤滑油，彈簧28在銅絲54、鋼絲繩263和支撐管29的共同作用下處于最大拉伸狀態(tài);支撐管29側(cè)面設(shè)有半圓柱形的孔;支撐管29下端固定于底座26，底座26為混凝土結(jié)構(gòu)并固定于地面。
[0043 ]如圖1所示，壩體3由六個擋板31構(gòu)成，擋板31又由四十二個擋板塊拼接而成。相鄰的擋板塊之間以及擋板塊與水槽4之間用止水材料密封，擋板32的背水面一側(cè)依靠在由鐵環(huán)23和重錘A25共同索引的鐵絲24上，重錘A25在壩體失穩(wěn)之前與鐵環(huán)23共同牽引鐵絲24使得所有擋板31保持靜止?fàn)顟B(tài)。
[0044]如圖1所示，水槽4分為上游水槽431和下游水槽432，水槽4由槽底41和兩側(cè)的槽壁42構(gòu)成。上游水槽431和下游水槽432都與防漏單元I和壩體3連接，上游水槽431的槽底41和下游水槽432的槽底41連接處設(shè)有安裝滯留器12的圓孔。
[0045]如圖1和圖5所示，失穩(wěn)單元5由電源開關(guān)51、絕熱盒52、電阻絲53和銅絲54構(gòu)成。失穩(wěn)單元5設(shè)置在支撐管29側(cè)面半圓柱形的孔中，失穩(wěn)單元5的外層是絕熱盒52;電阻絲53豎直布置在絕熱盒52內(nèi)部；電源開關(guān)51安裝在絕熱盒52外部并與電阻絲53通過電線連接;銅絲54從上到下穿過絕熱盒52，銅絲54的上端固定在支撐管29的頂端、下端連接在的彈簧28上端。
[0046]在本實施例中，銅絲54被電阻絲53熔斷后，彈簧28受力失衡瞬間收縮帶動重錘B27急速上升，重錘B27受到鐵圈211阻擋后突然停止上升，在瞬間極大沖量作用下，鋼管22內(nèi)某一個或某幾個連接件26的公接頭262鉤狀結(jié)構(gòu)發(fā)生拉伸變形或斷裂，導(dǎo)致壩體失穩(wěn)。在壩體失穩(wěn)之后隨著連接件26和鋼絲繩263向水槽4兩側(cè)下落，重錘A25瞬間將所有的鐵絲24拖拽到防漏箱11、鐵環(huán)23拖拽到滯留器12，在擋板31自身重力和上游靜水壓力作用下?lián)醢?1失衡，壩體3瞬間坍塌，擋板塊被沖垮。
[0047]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種極端荷載條件下壩體瞬間失穩(wěn)潰決的模擬裝置，其特征在于:包括防漏單元(I)、固定平臺(2)、壩體(3)、水槽(4)和失穩(wěn)單元(5)， 所述防漏單元(I)由防漏箱(11)和滯留器(12)構(gòu)成，防漏箱(11)頂端中心位置設(shè)有圓孔，防漏箱(11)的側(cè)面上端邊緣與槽底(41)連接為一體，防漏箱(11)下端固定于地面，所述滯留器(12)位于防漏箱(11)頂端的圓孔中，滯留器(12)底部設(shè)有多個小孔； 所述固定平臺(2)由底座(20)、支撐桿(21)、鐵圈(211)、鋼管(22)、鐵環(huán)(23)、鐵絲(24)、重錘A(25)、連接件(26)、鋼絲繩(263)、重錘B(27)、彈簧(28)和支撐管(29)構(gòu)成，所述支撐桿(21)下端固定于底座(20)，支撐桿(21)上端與鋼管(22)左下端固定連接，所述鐵圈(211)固定在支撐桿(21)側(cè)面，鐵圈(211)中心位于鋼管(22)左端的正下方，所述鋼管(22)橫跨水槽(4)，鋼管(22)正下方的側(cè)面設(shè)有若干個橫縫，所述連接件(26)穿過鐵環(huán)(23)布設(shè)在鋼管(22)內(nèi)部，所述鐵環(huán)(23)的外直徑大于鋼管(22)的內(nèi)直徑而小于鋼管(22)的外直徑，鐵環(huán)(23)嵌套在鋼管(22)側(cè)面的橫縫內(nèi)，所述鐵絲(24)—端與鐵環(huán)(23)連接、另一端穿過滯留器(12)底部的某一個小孔后與重錘A(25)連接，所述重錘B(27)懸于鐵圈(211)正下方，重錘B(27)通過鋼絲繩(263)與最左端的連接件(26)相連，所述彈簧(28)豎直布設(shè)在支撐管(29)內(nèi)，彈簧(28)的外徑等于支撐管(29)的內(nèi)徑，彈簧(28)上端通過鋼絲繩(263)與最右端的連接件(26)相連，彈簧(28)下端固定于支撐管(29)下端，所述鋼絲繩(263)兩端設(shè)有小球，小球的直徑大于鋼絲繩(263)的直徑，所述支撐管(29)側(cè)面設(shè)有半圓柱形的孔，支撐管(29)下端固定于底座(20)，所述底座(20)為混凝土結(jié)構(gòu)并固定于地面； 所述壩體(3)由若干個擋板(31)構(gòu)成，擋板(31)又由若干擋板塊拼接而成，相鄰的擋板塊之間以及擋板塊與所述水槽(4)之間用止水材料密封，擋板(31)的背水面一側(cè)依靠在由鐵環(huán)(23)和重錘A(25)共同索引的鐵絲(24)上；所述水槽(4)分為上游水槽(431)和下游水槽(432)，所述水槽(4)由槽底(41)和兩側(cè)的槽壁(42)構(gòu)成，上游水槽(431)和下游水槽(432)都與防漏單元(I)和壩體(3)連接，上游水槽(431)的槽底(41)和下游水槽(432)的槽底(41)連接處設(shè)有安裝滯留器(12)的圓孔；所述失穩(wěn)單元(5)由電源開關(guān)(51)、絕熱盒(52)、電阻絲(53)和銅絲(54)構(gòu)成，失穩(wěn)單元(5)設(shè)置在支撐管(29)側(cè)面半圓柱形的孔中，失穩(wěn)單元(5)的外層是絕熱盒(52)，電阻絲(53)豎直布置在絕熱盒(52)內(nèi)部，電源開關(guān)(51)安裝在絕熱盒(52)外部并與電阻絲(53)通過電線連接，銅絲(54)從上到下穿過絕熱盒(52)，銅絲(54)的上端固定在支撐管(29)的頂端、下端連接在的彈簧(28)上端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極端荷載條件下壩體瞬間失穩(wěn)潰決的模擬裝置，其特征在于:所述連接件(26)由母接頭(261)、鋼絲繩(263)和公接頭(262)組成，鋼絲繩(263)兩端設(shè)有小球，小球的直徑大于鋼絲繩(263)的直徑，同一個連接件的母接頭(261)和公接頭(262)之間用鋼絲繩(263)連接，兩個相鄰的連接件(26)之間通過母接頭(261)和公接頭(262)相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的極端荷載條件下壩體瞬間失穩(wěn)潰決的模擬裝置，其特征在于:所述母接頭(261) —端為片狀結(jié)構(gòu)、另一端為圓管狀結(jié)構(gòu)，片狀結(jié)構(gòu)為帶有小孔的半圓，圓管狀結(jié)構(gòu)的側(cè)面開有弧形孔和圓孔，弧形孔和圓孔都與圓管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁相通，弧形孔沿著管的軸向設(shè)置并且位于圓管狀結(jié)構(gòu)的末端，圓孔位于弧形孔的頂端并與弧形孔相交，所述公接頭(262)—端為下凹的半球體、另一端為圓管狀結(jié)構(gòu)，下凹的半球體表面中心位置設(shè)有鉤狀結(jié)構(gòu)，公接頭(262)的圓管狀結(jié)構(gòu)與母接頭(261)的圓管狀結(jié)構(gòu)完全相同，側(cè)面也開有弧形孔和圓孔。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的極端荷載條件下壩體瞬間失穩(wěn)潰決的模擬裝置，其特征在于:所述同一個連接件的母接頭(261)和公接頭(262)之間用鋼絲繩(263)連接，連接方式是將鋼絲繩(263)兩端小球分別嵌入母接頭(261)的圓管狀結(jié)構(gòu)側(cè)面圓孔和公接頭(262)的圓管狀結(jié)構(gòu)側(cè)面圓孔，同時將鋼絲繩(263)通過圓管狀結(jié)構(gòu)側(cè)面的弧形孔塞入圓管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部；所述兩個相鄰的連接件(26)之間通過母接頭(261)和公接頭(262)相連，連接方式是將公接頭(262)的鉤狀結(jié)構(gòu)鉤入母接頭(261)的片狀結(jié)構(gòu)小孔中。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極端荷載條件下壩體瞬間失穩(wěn)潰決的模擬裝置，其特征在于:所述鋼管(22)正下方的側(cè)面設(shè)有若干個橫縫，橫縫的長度等于所述鐵環(huán)(23)的外直徑，橫縫的寬度等于所述鐵環(huán)(23)的外直徑與內(nèi)直徑之差，橫縫垂直于管軸線平行布置。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極端荷載條件下壩體瞬間失穩(wěn)潰決的模擬裝置，其特征在于:所述失穩(wěn)單元(5)的失穩(wěn)條件是通過接通電源開關(guān)(51)使電阻絲(53)發(fā)熱熔斷銅絲(54)而實現(xiàn)的。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極端荷載條件下壩體瞬間失穩(wěn)潰決的模擬裝置，其特征在于:所述彈簧(28)布置在所述支撐管(29)內(nèi)，彈簧(28)的外徑與支撐管(29)內(nèi)徑相同，彈簧(28)與支撐管(29)之間涂有潤滑油;所述彈簧(28)在銅絲(54)、鋼絲繩(263)和支撐管(29)的共同作用下處于最大拉伸狀態(tài)，銅絲(54)被電阻絲(53)熔斷后，彈簧(28)受力失衡瞬間收縮帶動重錘B(27)急速上升，重錘B(27)受到鐵圈(211)阻擋后突然停止上升，在強烈的彈性波沖擊作用下，鋼管(22)內(nèi)某一個或某幾個連接件(26)的公接頭(262)鉤狀結(jié)構(gòu)發(fā)生拉伸變形或斷裂，導(dǎo)致壩體失穩(wěn)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極端荷載條件下壩體瞬間失穩(wěn)潰決的模擬裝置，其特征在于:所述重錘A(25)在壩體失穩(wěn)之前與所述鐵環(huán)(23)共同牽引鐵絲(24)使得所有擋板(31)保持靜止?fàn)顟B(tài)，在壩體失穩(wěn)之后重錘A(25)瞬間將所有的鐵絲(24)拖拽到防漏箱(11)、鐵環(huán)(23)拖拽到滯留器(12)，在擋板(31)自身重力和上游靜水壓力作用下?lián)醢?31)失衡，壩體(3)瞬間坍塌，擋板塊被沖垮。
【文檔編號】E02B1/02GK205530106SQ201620241617
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月23日
【發(fā)明人】戎貴文, 沈齊婷, 李嬌嬌, 程穎, 高亞軍, 許慧
【申請人】安徽理工大學(xué)