滑坡模型試驗用裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)提出了一種滑坡模型試驗用裝置，其包括設(shè)置于土工模型斜坡上方的氣流發(fā)生器，所述氣流發(fā)生器為錐筒結(jié)構(gòu)，其下方設(shè)置有至少一個切向進氣口，上方設(shè)置有一個出氣口，所述氣流發(fā)生器通過一個第一連接桿和一個第二連接桿與所述模型箱連接，所述第一連接桿頂部設(shè)置有一個位于所述模型箱頂部的收風(fēng)口，所述第二連接桿頂部設(shè)置有一個位于所述模型箱頂部的出風(fēng)口，所述收風(fēng)口與所述出風(fēng)口均為喇叭狀結(jié)構(gòu)，所述收風(fēng)口通過管道與所述切向進氣口連接，所述出風(fēng)口通過管道與所述出氣口連接。本發(fā)明專利技術(shù)所提出的用于滑坡土工模型試驗的裝置，其可在土工模型外部產(chǎn)生氣流，從而可在離心模型試驗中模擬臺風(fēng)、龍卷風(fēng)等極端氣流情況對滑坡的影響。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及滑坡物理模型
，特別是一種用于滑坡土工模型試驗的裝置。
技術(shù)介紹
對山體滑坡機理的研究工作中，使用的方法主要可歸結(jié)為：現(xiàn)場勘察與試驗、現(xiàn)場監(jiān)測、理論分析與數(shù)值計算，以及物理模型試驗等方法。由于滑坡形成機理的復(fù)雜性，使得采用物理模型試驗已成為再現(xiàn)滑坡發(fā)生的重要研究手段之一。滑坡物理模型試驗屬于地質(zhì)力學(xué)模型試驗范疇，其理論源自于結(jié)構(gòu)模型試驗。滑坡模型試驗是地質(zhì)力學(xué)模型試驗中針對滑坡這一特定研究對象的試驗技術(shù)，其發(fā)展經(jīng)歷了框架式模型試驗、底面摩擦模型試驗、現(xiàn)場三維及足尺模型試驗、滲水力模型試驗、土工離心模型試驗等試驗階段，目前國內(nèi)外常用的地質(zhì)力學(xué)模型試驗多數(shù)是框架式模型試驗和離心模型試驗兩種形式。離心模型試驗由于其利用土工離心機高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力模擬重力，在Ng條件下，能夠使得小尺寸離心模型的應(yīng)力、應(yīng)變與原型相同或相似，因此在滑坡研究中得到廣泛應(yīng)用，現(xiàn)在在離心模型試驗中通過振動臺、降水裝置模擬地震、下雨的情況已有大量文獻進行了披露，例如中國專利CN204108697U公開的一種用于土工離心模型試驗的降雨裝置、CN104391103A公開的用于離心模型的降雨模擬方法及其裝置；但如何在離心模型試驗中模擬臺風(fēng)、龍卷風(fēng)等極端氣流情況，從而研究其對滑坡的影響則還未有相關(guān)研究。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是提供一種滑坡模型試驗用裝置，以減少或避免前面所提到的問題。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提出了一種滑坡模型試驗用裝置，其設(shè)置于放置土工模型的模型箱上，其包括設(shè)置于所述土工模型斜坡上方的氣流發(fā)生器，所述氣流發(fā)生器為錐筒結(jié)構(gòu)，其下方設(shè)置有至少一個切向進氣口，上方設(shè)置有一個出氣口，所述氣流發(fā)生器通過一個第一連接桿和一個第二連接桿與所述模型箱連接，所述第一連接桿頂部設(shè)置有一個位于所述模型箱頂部的收風(fēng)口，所述第二連接桿頂部設(shè)置有一個位于所述模型箱頂部的出風(fēng)口，所述收風(fēng)口與所述出風(fēng)口均為喇叭狀結(jié)構(gòu)，所述收風(fēng)口通過管道與所述切向進氣口連接，所述出風(fēng)口通過管道與所述出氣口連接。優(yōu)選地，所述出氣口設(shè)置有電磁閥。優(yōu)選地，所述收風(fēng)口設(shè)置有電磁閥。優(yōu)選地，所述切向進氣口與所述氣流發(fā)生器底邊的距離不小于所述氣流發(fā)生器的高度的1/8。優(yōu)選地，所述切向進氣口與所述氣流發(fā)生器底邊具有一個角度為3-8度的傾斜角。優(yōu)選地，所述切向進氣口與所述氣流發(fā)生器內(nèi)壁的與其平行的切線的距離為2-5mm。本專利技術(shù)所提出的一種用于滑坡土工模型試驗的裝置，其可在土工模型外部產(chǎn)生氣流，從而可在離心模型試驗中模擬臺風(fēng)、龍卷風(fēng)等極端氣流情況對滑坡的影響。附圖說明以下附圖僅旨在于對本專利技術(shù)做示意性說明和解釋，并不限定本專利技術(shù)的范圍。其中，圖1顯示的是土工離心機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2顯示的是根據(jù)本專利技術(shù)的一個具體實施例的一種用于滑坡土工模型試驗的裝置的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖3顯示的是圖2中的氣流發(fā)生器的切向進氣口的截面示意圖；圖4顯示的是圖2中的氣流發(fā)生器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式為了對本專利技術(shù)的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本專利技術(shù)的具體實施方式。其中，相同的部件采用相同的標號。圖1顯示的土工離心機的結(jié)構(gòu)示意圖；參見圖1所示，在離心模型試驗中，離心模型通常設(shè)置在一個模型箱中，該模型箱放置在土工離心機的吊籃1中，當所述土工離心機高速旋轉(zhuǎn)時，所述吊籃1中就會產(chǎn)生Ng的離心加速度，這時，小尺寸的離心模型即可獲得與原型相同或相似的應(yīng)力、應(yīng)變，也就可以實現(xiàn)對實際山體邊坡的滑坡研究。通常情況下，在研究滑坡時，土工離心機的離心加速度會在30g以上，甚至超過50g。因此，在模型箱外部會有高速氣流產(chǎn)生，但由于通常離心模型試驗中使用的模型箱均為開口式結(jié)構(gòu)，因此在模型箱內(nèi)，離心模型外部的氣流相對平穩(wěn)，也就是離心模型外部的氣流相對靜止。圖2顯示的是根據(jù)本專利技術(shù)的一個具體實施例的一種用于滑坡土工模型試驗的裝置的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖3顯示的是圖2中的氣流發(fā)生器的切向進氣口的截面示意圖；圖4顯示的是圖2中的氣流發(fā)生器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖2-4所示，為了能夠控制離心模型外部的氣流，從而可在離心模型試驗中模擬臺風(fēng)、龍卷風(fēng)等極端氣流，本專利技術(shù)提供了一種用于滑坡土工模型試驗的裝置，其設(shè)置于放置土工模型2的模型箱3上，其包括設(shè)置于所述土工模型2斜坡上方的氣流發(fā)生器41，所述氣流發(fā)生器41為錐筒結(jié)構(gòu)，其下方設(shè)置有至少一個切向進氣口4111，上方設(shè)置有一個出氣口412，所述氣流發(fā)生器41通過一個第一連接桿42和一個第二連接桿43與所述模型箱3連接，所述第一連接桿42頂部設(shè)置有一個位于所述模型箱3頂部的收風(fēng)口44，所述第二連接桿43頂部設(shè)置有一個位于所述模型箱3頂部的出風(fēng)口45，所述收風(fēng)口44與所述出風(fēng)口45均為喇叭狀結(jié)構(gòu)，所述收風(fēng)口44通過管道與所述切向進氣口4111連接，所述出風(fēng)口45通過管道與所述出氣口412連接。在安裝過程中，所述模型箱3頂部可設(shè)置橫梁，從而可對所述第一連接42和所述第二連接桿43進行固定，所述第一連接桿42位于所述模型箱3在旋轉(zhuǎn)過程中的迎風(fēng)面一側(cè)，所述第二連接桿43位于所述模型箱3在旋轉(zhuǎn)過程中的背風(fēng)面一側(cè)。當土工離心機高速旋轉(zhuǎn)時，通過所述收風(fēng)口44進入到所述切向進氣口411的氣流由于截面減小，因此流速增大，從而在從所述切向進氣口411進入所述氣流發(fā)生器41后，會在所述氣流發(fā)生器41內(nèi)產(chǎn)生旋流氣場，也就會在所述土工模型2外部形成負壓，從而可模擬龍卷風(fēng)等能產(chǎn)生負壓的極端氣流情況。產(chǎn)生旋流的氣流以及被吸入所述氣流發(fā)生器41的氣流可以通過所述出氣口412經(jīng)由管道從所述出風(fēng)口45排出。從而不會對所述模型箱3內(nèi)的氣場環(huán)境造成過多的影響。參見圖3所示，所述切向進氣口411的通道與所述氣流發(fā)生器41內(nèi)壁的與其平行的最近的切線的距離d可設(shè)置為2-5mm，這樣一方面可保障從所述切向進氣口411進入的氣流能方便的產(chǎn)生旋流，另一方面便于對所述切向進氣口411進行加工。參見圖2所示，為了便于計算氣流對土工模型2產(chǎn)生的壓強，所述氣流發(fā)生器41要平行于所述土工模型2的坡面進行設(shè)置，也就是說，所述氣流發(fā)生器41對應(yīng)于所述模型箱3的箱底具有一個傾斜角度，在這種情況下，為了保障所述氣流發(fā)生器41內(nèi)的旋流氣場要向所述氣流發(fā)生器41的頂部匯集，參見圖4所示，所述切向進氣口411與所述氣流發(fā)生器41底邊的距離H1要不小于所述氣流發(fā)生器4本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種滑坡模型試驗用裝置，其設(shè)置于放置土工模型的模型箱上，其特征在于，其包括設(shè)置于所述土工模型斜坡上方的氣流發(fā)生器；所述氣流發(fā)生器為錐筒結(jié)構(gòu)，其下方設(shè)置有至少一個切向進氣口，上方設(shè)置有一個出氣口；所述氣流發(fā)生器通過一個第一連接桿和一個第二連接桿與所述模型箱連接，所述第一連接桿頂部設(shè)置有一個位于所述模型箱頂部的收風(fēng)口，所述第二連接桿頂部設(shè)置有一個位于所述模型箱頂部的出風(fēng)口，所述收風(fēng)口與所述出風(fēng)口均為喇叭狀結(jié)構(gòu)，所述收風(fēng)口通過管道與所述切向進氣口連接，所述出風(fēng)口通過管道與所述出氣口連接，所述出氣口設(shè)置有電磁閥，所述切向進氣口與所述氣流發(fā)生器底邊具有一個角度為3?8度的傾斜角。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種滑坡模型試驗用裝置，其設(shè)置于放置土工模型的模型箱上，其特
征在于，其包括設(shè)置于所述土工模型斜坡上方的氣流發(fā)生器；所述氣流發(fā)生
器為錐筒結(jié)構(gòu)，其下方設(shè)置有至少一個切向進氣口，上方設(shè)置有一個出氣口；
所述氣流發(fā)生器通過一個第一連接桿和一個第二連接桿與所述模型箱連接，
所述第一連接桿頂部設(shè)置有一個位...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉吉夫，石瑤，鄧志飛，邢穎，高慧，郭蘭蘭，
申請(專利權(quán))人：北京師范大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11