一种粘滞性泥石流实验模拟装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种粘滞性泥石流实验模拟装置，包括制作泥石流的搅拌桶、装载泥石流的泥浆池、水槽和堆积板，所述搅拌桶包括电机、搅拌器、圆筒、桶盖和圆筒底座，电机固定在桶盖上，搅拌器与电机连接并伸入圆筒内，圆筒固定在圆筒底座上，所述泥浆池与水槽之间设有阀门，堆积板与水槽的尾部连接。本实用新型使用圆筒搅拌器搅拌产生泥石流，圆筒搅拌器电机放在桶盖上方，避免电机承受高容重泥石流的作用，使用塑料小方块组合成障碍物，用强磁铁固定障碍物的方法，可以方便地组合成不同形状的障碍物，并让障碍物灵活移动并且实验平台简单灵活，而且可以改变水槽坡度、地形、障碍物、泥石流性质等等一系列因素，进行多方面的实验探究。
【专利说明】一种粘滞性泥石流实验模拟装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种泥石流模拟装置，具体涉及一种粘滞性泥石流实验模拟装置。
【背景技术】
[0002]粘滞性泥石流是一种固体物质的体积含量占40— 60%，最高可达80%，容重大于
1.5吨/米3，最高可达2.3吨/米3的泥石流，呈可塑性流动。粘滞性泥石流以粘土、碎屑物质为主，固体物质含量超过水所能饱和的程度。由于粘滞性泥石流的密度和粘滞性大，因而提高了其携带巨大石块的能力，具有强大动力，所以很容易摧毁流路上所遇到的障碍物，它以巨大的破坏力摧毁途中的建筑物，埋没农田、森林，堵塞江河，冲毁路基、桥梁和城镇、村庄。因此需要在实验室研究粘滞性泥石流的特性，预防泥石流灾害的发生。
实用新型内容
[0003]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提出一种粘滞性泥石流实验模拟装置，结构简单，操作灵活，可产生不同浓度泥石流，模拟其流动过程。
[0004]技术方案:为解决上述技术问题，本实用新型的一种粘滞性泥石流实验模拟装置，包括制作泥石流的搅拌桶、装载泥石流的泥浆池、和泥浆池连接的水槽和堆积板，所述搅拌桶包括电机、搅拌器、圆筒、桶盖和圆筒底座，电机固定在桶盖上，搅拌器与电机连接并伸入圆筒内，圆筒固定在圆筒底座上，所述泥浆池与水槽之间设有阀门，堆积板与水槽的尾部连接。
[0005]作为优选，所述水槽由透明的有机玻璃组成，水槽与水平面成一个倾角。
[0006]作为优选，所述倾角范围为0°?45°。
[0007]作为优选，所述堆积板为薄钢板，堆积板上画有横纵刻度线，便于测量泥石流冲淤距离和堆积物宽度。
[0008]作为优选，所述堆积板上设有障碍物，障碍物由若干个中空小方块组成，小方块上设有磁铁，若干个小方块可以组成不同形状、大小的障碍物，小方块通过磁铁吸在堆积板上。
[0009]有益效果:本实用新型的一种粘滞性泥石流实验模拟装置，具有以下优点:
[0010]1、实验平台规模小，可以在实验室内进行泥石流模拟，有助于进行更加深入的泥石流性质的研究，在可控的条件下观测泥石流的行为，也可以作为教学演示装置，演示泥石流特殊的流动、堆积性质。
[0011]2、使用圆筒搅拌器搅拌产生泥石流，圆筒搅拌器电机放在桶盖上方，圆筒可活动的放置；
[0012]3、使用塑料小方块组合成障碍物，用强磁铁固定障碍物的方法，可以方便地组合成不同形状的障碍物，并让障碍物灵活移动。
[0013]4、实验平台简单灵活，可以改变水槽坡度、地形、障碍物、泥石流性质等等一系列因素，进行多方面的实验探究。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
[0016]如图1所示，本实用新型的一种粘滞性泥石流实验模拟装置，包括制作泥石流的搅拌桶1、装载泥石流的泥浆池2、与泥浆池2连接的水槽3和堆积板4，搅拌桶I包括电机、搅拌器、圆筒、桶盖和圆筒底座，电机固定在桶盖上，搅拌器与电机连接并伸入圆筒内，圆筒固定在圆筒底座上，泥浆池2与水槽3之间设有阀门，水槽3的尾部与堆积板4连接。
[0017]在本实用新型中，泥浆池2可储存0.1m3泥石流，水槽3由钢架支撑，钢架上设有刻度，水槽3由透明的有机玻璃组成，水槽3与水平面成一个0°?45°倾角，通过调整泥浆池2在钢架上的位置，使得水槽3在0°?45°范围内调节；堆积板4为薄钢板，堆积板4规格为2mX2m，堆积板4上画有横纵刻度线，便于测量泥石流冲淤距离和堆积物宽度，在堆积板上铺塑料布，也可以根据需要将塑料布换成其他材质材料，以模拟不同地形；堆积板4上设有障碍物，障碍物由若干个中空小方块组成，小方块上设有磁铁，若干个小方块可以组成不同形状、大小的障碍物，小方块通过磁铁吸附在堆积板4上。
[0018]本实用新型在使用时，首先配置泥石流:泥石流配置装置为一个圆筒搅拌器，由电机、有机玻璃圆筒、桶盖、圆筒底座构成，转速可调的电机固定在桶盖上，这样的设计避免了电机承受高容重泥石流的作用，桶盖下方连接探入桶内的搅拌装置，由电机带动旋转，圆筒可以活动，搅拌时被底座固定，搅拌完成后可以取下，倒出桶内泥石流；粘滞性泥石流需要满足一定的颗粒级配，实验室模拟泥石流由水、土壤、沙砾组成，实验开始时在圆筒内按比例加入土壤、砂碌和水。然后固定桶盖，打开电机，5?10分钟后泥石流搅拌成型；把搅拌后的泥石流装入到泥浆池中，打开阀门，根据实验要求，完成各种泥石流实验。
[0019]1、研究粘滞性泥石流在障碍物影响下的运动模式和堆积方式
[0020]粘滞性泥石流在流动过程中遭遇障碍物时，其流动模式和堆积方式也会受到较大影响:泥石流可能被拦挡、分流、甚至淹没障碍物，因此我们改变障碍物的各项性质(障碍物大小、形状、放置位置、放置方向)，进行分组实验。观察泥石流在障碍物影响下的运动和堆积，测量泥石流的流速、堆积物尺寸、不同位置堆积物厚度等。
[0021]粘性泥石流粘度的范围很广，在这组试验中我们选用了浓度适中的粘性泥石流进行实验，泥石流配比如下表:
[0022]
物质土壤(kg)沙?乐(kg)水(kg)
WM 18 6 12
[0023]I)阻挡式障碍物对粘性泥石流的影响
[0024]在堆积板上正对水槽出口处设置长方形障碍物，泥石流在流动过程中遇到长方体障碍物，部分泥石流被障碍物拦截，其余从障碍物两侧流动；部分泥石流冲击到障碍物上溅起30-40cm的高度，并落在障碍物上及其后方。经过深度测量可知障碍物前方堆积厚度最大，堆积深度向两侧和后方递减。
[0025]2)分流式障碍物对粘性泥石流的影响
[0026]在堆积板上偏离水槽出口处设有角状障碍物，可以看出泥石流被显著地分成两股，靠近水槽出口一侧泥石流流量偏大，未出现泥石流飞溅现象。
[0027]2、研究粘性泥石流在弯道地形下的流动状态。.
[0028]在堆积板上铺设了塑料布，设置了弯道，令粘滞性泥石流从弯道通过，泥石流冲击到弯道上溅起很高，部分泥浆冲出弯道外，大部分泥石流在弯道末端堆积，这体现了粘滞性泥石流的弯道超高效应。
[0029]3、研究不同浓度粘性泥石流的流动特性。
[0030]堆积板上没有设置障碍物，含水量偏大的粘性泥石流流动和堆积用时不到ls，从水槽3末端流出时呈现喷射状态，堆积板4上不同位置的堆积厚度近似相等。
[0031]在堆积板上设有角状障碍物，角的顶点朝向水槽出口，含沙量偏大的粘性泥石流大量堆积在水槽3里，流出水槽3时的末速度很小，在堆积板4上迅速减速到O ;被障碍物分流的情况不明显，泥石流在障碍物前的堆积厚度很大。
[0032]在本实验中，装置结构简单，使用尽可能少的零件组成实验系统完成模拟粘滞性泥石流的运动，而且可以通过调整障碍物形状、大小、位置等各种情况下研究粘滞性泥石流碰撞到障碍物后粘滞性泥石流堆积和流动的特性，以及调整水槽的倾斜度，模拟不同坡度泥石流的流动特性，为粘性泥石流研究提供各种实验数据，预防泥石流灾害的发生。
[0033]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出:对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种粘滞性泥石流实验模拟装置，其特征在于:包括制作泥石流的搅拌桶(I)、装载泥石流的泥浆池(2)、水槽(3)和堆积板(4)，所述水槽与泥浆池(2)通过阀门连接，所述搅拌桶(I)包括电机、搅拌器、圆筒、桶盖和圆筒底座，电机固定在桶盖上，搅拌器与电机连接并伸入圆筒内，圆筒固定在圆筒底座上，堆积板(4)与水槽(3)的尾部连接。
2.根据权利要求1所述的粘滞性泥石流实验模拟装置，其特征在于:所述水槽(3)由透明的有机玻璃构成，水槽(3)与水平面成一个倾角。
3.根据权利要求2所述的粘滞性泥石流实验模拟装置，其特征在于:所述倾角范围为0° ?45。。
4.根据权利要求3所述的粘滞性泥石流实验模拟装置，其特征在于:所述堆积板(4)为灰色薄钢板，堆积板(4)上画有横纵刻度线。
5.根据权利要求4所述的粘滞性泥石流实验模拟装置，其特征在于:所述堆积板(4)上设有障碍物，障碍物由若干个中空小方块组成，小方块上设有磁铁。
【文档编号】G01N33/24GK203965277SQ201420231798
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】蒋心怡, 齐佳安, 丁玉江, 高惠滨, 潘永华 申请人:南京大学