專利名稱：非恒定泥石流實驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種泥石流實驗裝置，特別是一種用于研究非恒定泥石流的實驗裝置。
背景技術(shù)：
我國是一個多山國家，山地面積占國土面積的70%。據(jù)統(tǒng)計，我國泥石流溝達 8500多條，是世界上泥石流最發(fā)育、分布最廣、數(shù)量最多、危害最嚴重的國家之一。天山、祁連山、昆侖山的前山地帶、秦嶺、太行山區(qū)、北京西山地區(qū)、滇西及滇東北、四川西部山區(qū)則更是暴發(fā)頻繁、危害嚴重的典型泥石流地區(qū)。如流域面積僅3000多平方公里的云南東北小江流域，每年暴發(fā)泥石流總次數(shù)為500 1000陣次，個別年份可達兩、三千陣次。泥石流挾帶了大量頑石巨礫，有時可以達到很高的流速，所經(jīng)之處，具有極大的破壞力。泥石流出峽谷以后，所挾帶的物質(zhì)形成大面積的堆積扇，淤埋溝口依山傍水的村鎮(zhèn)農(nóng)田，沖毀道路、橋梁和水工建筑物，甚至堵塞江河，形成險灘和潰壩性洪水，對下游構(gòu)成嚴重威脅。天然泥石流的運動是一種非恒定流，各運動要素不僅隨空間位置變化而且隨時間變化，是一種以運動波形式向前推進的固液兩相非牛頓流體。因此，現(xiàn)在并沒有能夠能有效地研究非恒定泥石流的運動特性的實驗裝置。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種操作簡便，能有效地研究非恒定泥石流的運動特性的非恒定泥石流實驗裝置。非恒定泥石流實驗裝置，包括儲水箱，盛放有土石料的料斗，安放料斗的機架，傾斜設(shè)置且傾斜角可調(diào)的槽體和承接槽體來料的集料池，所述的槽體的進口高于出口，所述的儲水箱的出水口與所述的槽體的進口連接，所述的儲水箱的水和料斗內(nèi)的土石料在所述的槽體進口處匯合、形成實驗用的泥石流流體，所述的泥石流流體沿槽體流入集料池中；所述的槽體的底板上設(shè)有壓力傳感器，所述的槽體的側(cè)板透明。進一步，所述的儲水箱的進水管設(shè)有電磁流量計，所述的儲水箱的進水口呈圓筒格柵式。進一步，所述的儲水箱的出水段為一矩形斷面的漸縮管，所述的出水段的上游端設(shè)有流量控制閥，所述的出水段的下游端設(shè)有插板門，所述的插板門與螺桿固接，所述的螺母與一能撥動螺母旋轉(zhuǎn)以驅(qū)動螺桿升降的轉(zhuǎn)盤固接。進一步，所述的儲水箱底部設(shè)有承載儲水箱箱體的支架。進一步，所述的料斗的出料口處有傾斜設(shè)置導(dǎo)板，所述的導(dǎo)板與所述的料斗鉸接， 所述的機架上設(shè)有刻度板，所述的導(dǎo)板的自由端架設(shè)于所述的刻度板上，所述的刻度板上的刻度對應(yīng)導(dǎo)板的開度。進一步，所述的集料池包括收集泥石流流體中的土石料的泥石流池和位于所述的泥石流池四周、用于排出泥石流流體中的水的回水溝。[0012]進一步，所述的槽體的進口端和出口端分別與各自的升降機構(gòu)連接，所述的升降機構(gòu)為一安裝于機架上的滑輪組，滑輪組中的繩索一端鉤掛于所述的槽體上，繩索的另一端為施力端。進一步，所述的機架與一爬梯連接，爬梯抵靠于所述的機架和儲水箱。進一步，所述的壓力傳感器為壓電晶體傳感器，所述的流量控制閥為圓形蝶閥。本實用新型的技術(shù)構(gòu)思是實驗時，儲水箱中的水經(jīng)出水口流入槽體內(nèi)，料斗中的土石料經(jīng)導(dǎo)板進入槽體內(nèi)，水和土石料在槽體的進口處相遇、形成實驗用的泥石流流體，流體順著槽體流動、中途觸及安裝于槽體底板上的壓力傳感器，壓力傳感器將感應(yīng)到的壓力輸出，以便實驗觀察。泥石流流體經(jīng)槽體的出口進入集料池中，土石料進入泥石流池中，水則經(jīng)回水溝向外排出。槽體是長為6. Om,寬為35cm，高為40cm的長方體，槽體兩側(cè)為有機玻璃，便于高速攝影機等儀器的觀測，從而研究泥石流的流場變化。槽體的底板由鋼板和灰塑板組成，灰塑板位于鋼板之上，底板上裝有兩排壓電晶體傳感器，當泥石流波頭流經(jīng)壓電晶體傳感器時， 會產(chǎn)生壓力波形，輸出觸發(fā)時間，根據(jù)前后傳感器的時間差可以算出泥石流波頭的速度。槽體進口端和出口端均裝有升降裝置、可以調(diào)節(jié)槽體的傾斜角度，槽體的變坡范圍為0° 30°。本實用新型具有操作簡便，能有效地研究非恒定泥石流的運動特性的優(yōu)點。
圖1為本實用新型的側(cè)視圖。圖2為本實用新型的俯視圖。圖3為本實用新型的A-A剖面示意圖。圖4為本實用新型的B-B剖面示意圖。圖5為本實用新型的C-C剖面示意圖。圖6為本實用新型的D-D剖面示意圖。圖7為本實用新型的E-E剖面示意圖。圖8為本實用新型的F-F剖面示意圖。
具體實施方式
參照附圖，進一步說明本實用新型非恒定泥石流實驗裝置，包括儲水箱1，盛放有土石料的料斗2，安放料斗的機架， 槽體3和集料池4，所述的槽體3的進口 31高于出口 32，所述的儲水箱1的出水口 11與所述的槽體3的進口 31連接，所述的儲水箱1的水和料斗2內(nèi)的土石料在所述的槽體3進口處匯合、形成實驗用的泥石流流體，所述的泥石流流體沿槽體3流入集料池4中；所述的槽體3的底板上設(shè)有壓力傳感器5，所述的槽體3的側(cè)板透明。所述的儲水箱1的進水管11設(shè)有電磁流量計6，所述的儲水箱1的進水口 11呈圓筒格柵式。所述的儲水箱1的出水段12為一矩形斷面漸縮管，所述的出水段12的上游端設(shè)有流量控制閥，所述的出水段12的下游端設(shè)有插板門，所述的插板門與螺桿固接，所述的
4螺母與一能撥動螺母旋轉(zhuǎn)以驅(qū)動螺桿升降的轉(zhuǎn)盤固接。所述的儲水箱1的底部設(shè)有承載儲水箱箱體的支架。所述的料斗2的出料口處有傾斜設(shè)置導(dǎo)板21，所述的導(dǎo)板21與所述的料斗2鉸接，所述的機架上設(shè)有刻度板22，所述的導(dǎo)板21的自由端架設(shè)于所述的刻度板22上，所述的刻度板22上的刻度對應(yīng)導(dǎo)板21的開度。所述的集料池4包括收集泥石流流體中的土石料的泥石流池和位于所述的泥石流池四周、用于排出泥石流流體中的水的回水溝。所述的槽體3的進口端31和出口端32均與各自的升降機構(gòu)8連接，所述的升降機構(gòu)8為一安裝于機架上的滑輪組，滑輪組中的繩索一端鉤掛于所述的槽體的進口端，繩索的另一端為施力端。所述的機架與一爬梯9連接，爬梯9抵靠于所述的機架和儲水箱1。所述的壓力傳感器5為壓電晶體傳感器，所述的流量控制閥7為圓形蝶閥。本實用新型的技術(shù)構(gòu)思是實驗時，儲水箱中的水經(jīng)出水口流入槽體內(nèi)，料斗中的土石料經(jīng)導(dǎo)板進入槽體內(nèi)，水和土石料在槽體的進口處相遇、形成實驗用的泥石流流體，流體順著槽體流動、中途觸及安裝于槽體底板上的壓力傳感器，壓力傳感器將感應(yīng)到的壓力輸出，以便實驗觀察。泥石流流體經(jīng)槽體的出口進入集料池中，土石料進入泥石流池中，水則經(jīng)回水溝向外排出。槽體是長為6. Om,寬為35cm，高為40cm的長方體，槽體兩側(cè)為有機玻璃，便于高速攝影機等儀器的觀測，從而研究泥石流的流場變化。槽體的底板由鋼板和灰塑板組成，灰塑板位于鋼板之上，底板上裝有兩排壓電晶體傳感器，當泥石流波頭流經(jīng)壓電晶體傳感器時， 會產(chǎn)生壓力波形，輸出觸發(fā)時間，根據(jù)前后傳感器的時間差可以算出泥石流波頭的速度。槽體裝有升降裝置、可以調(diào)節(jié)槽體的傾斜角度，槽體的變坡范圍為0° 30°。本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對實用新型構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉，本實用新型的保護范圍不應(yīng)當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本實用新型的保護范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求1.非恒定泥石流實驗裝置，包括儲水箱，盛放有土石料的料斗，安放料斗的機架，傾斜設(shè)置且傾斜角可調(diào)的槽體和承接槽體來料的集料池，所述的槽體的進口高于出口，所述的儲水箱的出水口與所述的槽體的進口連接，所述的儲水箱的水和料斗內(nèi)的土石料在所述的槽體進口處匯合、形成實驗用的泥石流流體，所述的泥石流流體沿槽體流入集料池中；所述的槽體的底板上設(shè)有壓力傳感器，所述的槽體的側(cè)板透明。
2.如權(quán)利要求1所述的非恒定泥石流實驗裝置，其特征在于所述的儲水箱的進水管設(shè)有電磁流量計，所述的儲水箱的進水口呈圓筒格柵式。
3.如權(quán)利要求2所述的非恒定泥石流實驗裝置，其特征在于所述的儲水箱的出水段為一矩形斷面的漸縮管，所述的出水段的上游端設(shè)有流量控制閥，所述的出水段的下游端設(shè)有插板門，所述的插板門與螺桿固接，所述的螺母與一能撥動螺母旋轉(zhuǎn)以驅(qū)動螺桿升降的轉(zhuǎn)盤固接。
4.如權(quán)利要求3所述的非恒定泥石流實驗裝置，其特征在于所述的儲水箱底部設(shè)有承載儲水箱箱體的支架。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的非恒定泥石流實驗裝置，其特征在于所述的料斗的出料口處有傾斜設(shè)置導(dǎo)板，所述的導(dǎo)板與所述的料斗鉸接，所述的機架上設(shè)有刻度板，所述的導(dǎo)板的自由端架設(shè)于所述的刻度板上，所述的刻度板上的刻度對應(yīng)導(dǎo)板的開度。
6.如權(quán)利要求5所述的非恒定泥石流實驗裝置，其特征在于所述的集料池包括收集泥石流流體中的土石料的泥石流池和位于所述的泥石流池四周、用于排出泥石流流體中的水的回水溝。
7.如權(quán)利要求6所述的非恒定泥石流實驗裝置，其特征在于所述的槽體的進口端和出口端分別與各自的升降機構(gòu)連接，所述的升降機構(gòu)為一安裝于機架上的滑輪組，滑輪組中的繩索一端鉤掛于所述的槽體上，繩索的另一端為施力端。
8.如權(quán)利要求7所述的非恒定泥石流實驗裝置，其特征在于所述的機架與一爬梯連接，爬梯抵靠于所述的機架和儲水箱。
9.如權(quán)利要求8所述的非恒定泥石流實驗裝置，其特征在于所述的壓力傳感器為壓電晶體傳感器，所述的流量控制閥為圓形蝶閥。
專利摘要非恒定泥石流實驗裝置，包括儲水箱，盛放有土石料的料斗，安放料斗的機架，傾斜設(shè)置且傾斜角可調(diào)的槽體和承接槽體來料的集料池，槽體的進口高于出口，儲水箱的出水口與槽體的進口連接，儲水箱的水和料斗內(nèi)的土石料在槽體進口處匯合、形成實驗用的泥石流流體，泥石流流體沿槽體流入集料池中；槽體的底板上設(shè)有壓力傳感器，槽體的側(cè)板透明。本實用新型具有操作簡便，能有效地研究非恒定泥石流的運動特性的優(yōu)點。
文檔編號G01P5/18GK202049031SQ20112005047
公開日2011年11月23日 申請日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者俞小偉, 王立, 董志勇, 韓偉, 顏效凡 申請人:浙江工業(yè)大學