[发明专利]一种应用于海底滑坡水槽试验研究的滑坡触发装置及方法

说明书

本发明公开了一种应用于海底滑坡水槽试验研究的滑坡触发装置及方法，带凹槽底板连接底板并倾斜放置于水槽底部，模型箱放置于带凹槽可转动底板的凹槽处，带凹槽底板通过卡件连接到转动轴与轴承支撑件，实现转动功能，由绞盘、定滑轮、滑轨、钢丝绳组成的起吊结构通过穿过起吊孔的钢丝绳转动提升带凹槽底板，带动模型箱转动，最终触发滑坡。通过滑轨、绞盘、定滑轮组合起吊带凹槽底板以带动增加模型箱内斜坡模型的倾斜角度触发滑坡，并通过钢丝绳回收长度计算滑坡触发时对应的底板转动角度。本发明的有益效果是能够方便实现海底滑坡的触发，并通过推导出的公式将钢丝绳的回收长度转换为模型箱斜坡的转动角度。

技术领域

本发明属于海洋工程地质技术领域，涉及一种应用于海底滑坡水槽试验研究的滑坡触发装置及方法。

背景技术

海底滑坡引发的土体运动能够对一些海底工程设施(如：海底管道、海底电\光缆、海底井口设施)带来冲击破坏。由于直接观测海底滑坡过程的难度较大，因此，采用水环境下的海底滑坡物理模型试验仍是开展滑坡运动机制研究和数值模型对比验证的重要手段。其中，水槽试验是研究海底滑坡水下动态特性的便利方法。现有水槽模拟试验多采用强度较低的泥浆进行海底滑坡模拟，仅需简单的挡板设计即可实现，但当水下斜坡模型的土体抗剪强度较大时则需借助外力才能触发水下滑坡。因此，需开发设计一种便捷的专用水下滑坡触发装置及试验方法，实现海底滑坡水槽模拟试验中滑坡的触发。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于海底滑坡水槽试验研究的滑坡触发装置及方法，解决了目前海底滑坡水槽试验中，因水下斜坡模型土体抗剪强度较大不易触发滑坡的问题，并且通过推导出的公式将起吊钢丝绳的回收长度转换为模型箱放置底板的转动角度。

本发明一种应用于海底滑坡水槽试验研究的滑坡触发方法：模型箱内预先制作斜坡模型，模型箱在带凹槽底板就位后，通过滑轨、绞盘、定滑轮组合起吊使带凹槽底板转动，以带动增加模型箱内斜坡模型的倾斜角度触发滑坡，并通过钢丝绳回收长度计算滑坡触发时对应的底板转动角度。

一种应用于海底滑坡水槽试验研究的滑坡触发装置，常规底板置于水槽底部模拟地形角度，带凹槽底板连接常规底板并水平放置于水槽底部支撑件，橡胶软连接件连接带凹槽底板与常规底板，模型箱放置于可转动带凹槽底板的凹槽处，带凹槽底板通过卡件连接到转动轴与轴承支撑件，实现转动功能，由绞盘、定滑轮、滑轨、钢丝绳组成的起吊结构通过穿过起吊孔的钢丝绳提升转动带凹槽底板，带动模型箱转动，提高模型箱内倾斜模型角度，最终触发滑坡，水槽顶部设有两根横向支撑，绞盘置于一根横向支撑上，定滑轮置于另一根横向支撑上。

进一步，模型箱为一侧敞开式，侧壁采用透明有机玻璃，底部为粗糙底面防止斜坡模型沿模型箱底部表面滑出，敞开侧配有与界面相同尺寸的挡板，在模型土制备时采用密封胶带缠紧固定挡板，切削斜坡模型时拆除，斜坡模型制作完成后通过模型箱的四角起吊环将模型安装至带凹槽底板的凹槽处。

进一步，凹槽底板底部通过卡件与转动轴连接，转动轴连接轴承实现转动，轴承通过轴承支撑件固定于水槽底部，所述模型箱放置与带凹槽底板的凹槽处，凹槽深度与模型箱底部厚度相同，保证模型箱到位时其底部表面与外部底板表明相平，带凹槽底板外侧设有起吊孔便于起吊增加倾斜角度触发滑坡。

进一步，导轨位于水槽顶部两侧，绞盘、定向轮可以沿导轨调整水平位置，通过绞盘回收钢丝绳使带凹槽底板绕转动轴承转动，带动模型箱内斜坡倾斜角度增大，并最终触发滑坡。

本发明的有益效果是：开展海底滑坡水槽试验时，采用设计的滑坡触发装置与试验方法，能够解决因土体抗剪强度较大，模型箱内斜坡不易发生失稳破坏的情况，能够方便实现海底滑坡的触发，并通过推导出的公式将钢丝绳的回收长度转换为模型箱斜坡的转动角度。

附图说明

图1滑坡触发装置侧视示意图；

图2滑坡触发装置俯视示意图；

图3带凹槽底板固定侧视示意图；