一种地质岩溶塌陷地貌模拟装置的制作方法

本实用新型涉及岩溶塌陷实验装置技术领域，具体为一种地质岩溶塌陷地貌模拟装置。

背景技术：

溶洞是碳酸盐岩岩石中因喀斯特作用所形成的地下空间，溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀、冲蚀的结果，岩石因被侵蚀的程度不同，就逐渐被溶解分割成互不相依、千姿百态、陡峭秀丽的山峰和奇异景观的溶洞，由此形成的地貌一般称为喀斯特地貌。

在溶洞中，由于溶洞壁上存在孔洞和裂隙，溶洞内和溶洞外有水流和降雨，孔洞和裂隙上方的土体在水流水位升降或降雨的侵蚀下容易造成塌陷，但是，溶洞内的结构复杂，土体塌陷缓慢，想要观察和研究水流水位以及降雨对土体塌陷的影响十分困难，现有的模拟装置往往体积较大，往往需要固定设置，且单次模拟过程需要的清洁时间较长，影响使用效率，鉴于此，针对上述问题深入研究，遂有本案产生。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种地质岩溶塌陷地貌模拟装置，解决了现有的模拟装置往往体积较大，往往需要固定设置，且单次模拟过程需要的清洁时间较长，影响使用效率的问题。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种地质岩溶塌陷地貌模拟装置，包括基座以及箱体，所述箱体安设于所述基座上，所述箱体内安设有地貌模拟结构，所述箱体内安设有自动清理结构，且位于所述地貌模拟结构下方，所述移动结构安设于所述基座下侧壁面上；

所述地貌模拟结构，包括：水箱、第一模拟部以及第二模拟部；

所述水箱安设于所述基座上，且位于所述箱体右侧，所述第一模拟部安设于所述箱体内，所述第二模拟部安设于所述箱体上，且与所述水箱相连通；

所述第一模拟部，包括：模拟溶洞层、模拟岩层以及模拟土层；

所述箱体前侧壁面为透明结构，所述模拟溶洞层安设于所述箱体内，且为矩形槽状结构，并且在所述箱体左侧壁面中心位置上安设有排水管，且位于所述模拟溶洞层相应位置上，所述排水管上安装有第一控制阀，所述模拟岩层安设于所述箱体内，且位于所述模拟溶洞层上，所述模拟土层安设于所述模拟岩层上。

优选的，所述第二模拟部，包括：增压泵、供水管、流量阀以及若干结构相同的喷头；

所述增压泵安设于所述水箱上，且其输入端与所述水箱相连通，所述供水管一端固定在箱体上端开口位置上，所述供水管另一端与所述增压泵输出端相连通，所述流量阀安设于所述供水管上，若干所述喷头分别嵌装于所述供水管上端下侧壁面上。

优选的，所述自动清理结构，包括：落料部以及清理部；

所述落料部安设于所述箱体内，且位于所述模拟溶洞层下侧，所述箱体左侧壁面上安设有清洁门，所述清理部安设于所述落料部下方，且正对所述清洁门。

优选的，所述落料部，包括：翻板、一对结构相同的限位块以及一对结构相同的第一电动推杆；

所述翻板安设于所述箱体内，且其右端与所述箱体右侧壁面相铰接，所述翻板上侧壁面与所述模拟溶洞层下壁面相贴合，一对所述限位块分别安设于所述翻板下侧壁面两端上，一对所述第一电动推杆分别安设于所述翻板下侧，且其两端分别与所述箱体右侧壁面以及一对所述限位块活动连接。

优选的，所述清理部，包括：第二电动推杆以及推板；

所述第二电动推杆沿水平方向安设于所述箱体内，且正对所述清洁门，所述推板安设于所述第二电动推杆活动端上。

优选的，所述移动结构，包括：两对结构相同的万向轮以及两对结构相同的减震弹簧；

两对所述万向轮分别安设于所述基座下侧壁面上，两对所述减震弹簧分别安设于两对所述万向轮以及基座下侧壁面之间。

本实用新型具备以下有益效果：该地质岩溶塌陷地貌模拟装置，根据地质岩溶塌陷地貌的坍塌机理，设计自动模拟装置，包括裂缝形成、颗粒垮塌、土洞形成以及扩张、延伸以及覆盖层塌陷等，分析塌陷过程中覆盖层土体颗粒的位移、裂缝的发展趋势、系统不平衡力的变化情况等，以真实反映出外界应力作用下灾变主体的多场变化特征，并与理论结果进行对比，其模拟结果可为岩溶塌陷地质灾害的勘察处理以及防灾减灾工作提供可靠依据，通过移动结构，对装置进行位置调节，以适应不同演示场所的空间条件，同时配合自动清理结构，对演示后的装置进行快速清洁，提高装置使用效率，解决了现有的模拟装置往往体积较大，往往需要固定设置，且单次模拟过程需要的清洁时间较长，影响使用效率的问题。

附图说明

图1为本实用新型所述一种地质岩溶塌陷地貌模拟装置的主视结构示意图。

图2为本实用新型所述一种地质岩溶塌陷地貌模拟装置的出现裂隙状态下结构示意图。

图3为本实用新型所述一种地质岩溶塌陷地貌模拟装置的完全坍塌状态下结构示意图。

图中：1-基座；2-箱体；3-水箱；4-模拟溶洞层；5-模拟岩层；6-模拟土层；7-排水管；8-第一控制阀；9-增压泵；10-供水管；11-流量阀；12-喷头；13-清洁门；14-翻板；15-限位块；16-第一电动推杆；17-第二电动推杆；18-推板；19-万向轮；20-减震弹簧。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下列为本案中所提及的部分零部件的具体结构以及作用：

基座：采用金属材质矩形板材，用于支撑箱体以及整个设备。

箱体：采用前侧壁面为透明结构的无盖矩形箱体，用于安设地貌模拟结构。

模拟溶洞层：为石灰石材质矩形槽状结构，用于模拟溶洞空腔结构。

模拟岩层：采用矩形结构板材，其上开设有若干通孔以及裂隙，用于模拟岩层。

通过本领域人员，将本案中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接，并且应该根据实际情况，选择合适的控制器，以满足控制需求，具体连接以及控制顺序，应参考下述工作原理中，各电气件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，不在对电气控制做说明。

实施例：由说明书附图1-3可知，本案为一种地质岩溶塌陷地貌模拟装置，包括基座1以及箱体2，箱体2安设于基座1上，箱体2内安设有地貌模拟结构，箱体2内安设有自动清理结构，且位于地貌模拟结构下方，移动结构安设于基座1下侧壁面上；

地貌模拟结构，包括：水箱3、第一模拟部以及第二模拟部，其位置关系以及连接关系如下：

水箱3安设于基座1上，且位于箱体2右侧，第一模拟部安设于箱体2内，第二模拟部安设于箱体2上，且与水箱3相连通，上述第一模拟部，包括：模拟溶洞层4、模拟岩层5以及模拟土层6；

箱体2前侧壁面为透明结构，模拟溶洞层4安设于箱体2内，且为矩形槽状结构，并且在箱体2左侧壁面中心位置上安设有排水管7，且位于模拟溶洞层4相应位置上，排水管7上安装有第一控制阀8，模拟岩层5安设于箱体2内，且位于模拟溶洞层4上，模拟土层6安设于模拟岩层5上；

通过上述可知，在使用时，将模拟溶洞层4安设在箱体2内，将水注入到模拟溶洞层4内，模拟岩层5以及模拟土层6依次安设在模拟溶洞层4内，控制第二模拟部进行模拟降水，同时透过箱体2前侧壁面对地貌模拟结构进行观察，开启排水管7上的第一控制阀8，将模拟溶洞层4的水排出，同时观察并记录在水位突降情况下的模拟岩层5以及模拟土层6的裂隙状态，当地貌模拟结构完全坍塌后，利用自动清理结构进行清洁，并通过移动结构对装置进行移动。

作为优选方案，更进一步的，第二模拟部，包括：增压泵9、供水管10、流量阀11以及若干结构相同的喷头12，其位置关系以及连接关系如下：

增压泵9安设于水箱3上，且其输入端与水箱3相连通，供水管10一端固定在箱体2上端开口位置上，供水管10另一端与增压泵9输出端相连通，流量阀11安设于供水管10上，若干喷头12分别嵌装于供水管10上端下侧壁面上，在使用时，水箱3内的水经增压泵9、供水管10以及喷头12模拟降雨，对箱体2内的地貌模拟结构进行冲刷，同时通过流量阀11对模拟降水量进行控制。

作为优选方案，更进一步的，自动清理结构，包括：落料部以及清理部，落料部安设于箱体2内，且位于模拟溶洞层4下侧，箱体2左侧壁面上安设有清洁门13，清理部安设于落料部下方，且正对清洁门13。

作为优选方案，更进一步的，落料部，包括：翻板14、一对结构相同的限位块15以及一对结构相同的第一电动推杆16，其位置关系以及连接关系如下：

翻板14安设于箱体2内，且其右端与箱体2右侧壁面相铰接，翻板14上侧壁面与模拟溶洞层4下壁面相贴合，一对限位块15分别安设于翻板14下侧壁面两端上，一对第一电动推杆16分别安设于翻板14下侧，且其两端分别与箱体2右侧壁面以及一对限位块15活动连接，在使用时，当地貌模拟结构完成坍塌后，打开清洁门13，控制第一电动推杆16收缩，将翻板14向下翻转一定角度，将坍塌后的物料经清洁门13排出。

作为优选方案，更进一步的，清理部，包括：第二电动推杆17以及推板18；

第二电动推杆17沿水平方向安设于箱体2内，且正对清洁门13，推板18安设于第二电动推杆17活动端上，控制第一电动推杆16扩张，推动推板18向左侧运动，将翻板14上掉落的物料经清洁门13推出。

作为优选方案，更进一步的，移动结构，包括：两对结构相同的万向轮19以及两对结构相同的减震弹簧20，两对万向轮19分别安设于基座1下侧壁面上，两对减震弹簧20分别安设于两对万向轮19以及基座1下侧壁面之间。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。