[发明专利]水下泥石流运动特征模拟试验装置

说明书

本发明公开了海洋地质工程技术领域的水下泥石流运动特征模拟试验装置，包括运料箱、储水箱、水槽和沉淀池，运料箱位于储水箱的左侧，储水箱的顶部设有搅拌机，搅拌机与运料箱之间套接有传送带，搅拌机的右侧设有出口处套接有输送管，输送管的右端套接有花洒式喷头，水槽的右侧连通有沉淀池，水槽的内腔设有斜坡模型；本发明通过将水槽注水，然后将掺有一定粘粒的烘干砂土均匀撒入储料仓中，模拟海洋土的沉积，通过试验装置中的振动台振动，使得海床砂土液化，以模拟水下泥石流的触发条件；也可以在储料仓里放入适当化学物质，使得该物质在一定外界触发因素下释放气体，模拟水下天然气水合物释放导致的水下泥石流，进行对比试验。

技术领域

本发明涉及海洋地质工程技术领域，具体涉及水下泥石流运动特征模拟试验装置。

背景技术

泥石流是一种独特的物质运动，不仅在陆面有泥石流现象存在,在水下,如湖泊中和海洋中也有泥石流现象。水下泥石流伴随着中国海洋战略的实施，尤其是海底油气资源的开发，引起了广泛的关注，但水下泥石流(包括浊流)的试验实施比较困难，研究成果较少。目前，国内外关于水下泥石流的研究刚刚起步，由于环境条件和技术条件的限制，人们还很难直接观察到水下泥石流的运动过程，因此物理模型试验仍是研究水下泥石流的有效手段。近年来，针对水下泥石流的运动特征研究，国内外学者做了大量的工作，探索并提出了很多有益的方法和结论。然而，大多针对泥石流运移状态进行研究，而系统全面地总结水下泥石流的运移规律的研究较少。同时，对于物理模型试验，大多采用向静水环境的水槽中倾倒泥浆模拟水下泥石流，忽略了水下泥石流的形成条件及海洋的水动力因素，研究结果必然与实际水下泥石流存在差异。基于此，本发明设计了水下泥石流运动特征模拟试验装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供水下泥石流运动特征模拟试验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：水下泥石流运动特征模拟试验装置，包括运料箱、储水箱、水槽和沉淀池，所述运料箱位于储水箱的左侧，所述储水箱的顶部设有搅拌机，所述搅拌机与运料箱之间套接有传送带，所述搅拌机的右侧设有出口处套接有输送管，所述输送管的右端套接有花洒式喷头，所述水槽的右侧连通有沉淀池，所述水槽的内腔设有斜坡模型，所述水槽的左侧焊接有支撑桁架，所述支撑桁架的顶部设有振动台，所述振动台与水槽的内腔连通构成一个整体，所述振动台与水槽之间设有玻璃门，所述斜披模型的的顶部与振动台的底部固定连接，所述振动台上设有平行桁架，所述平行桁架的下端面通过轨道设有储料仓，所述花洒式喷头位于储料仓的正上方，所述储料仓位于振动台的内腔，所述储料仓的右侧仓门处设有抽拉式玻璃门，所述振动台的右端安装有电机，所述电机的左侧动力输出端上套接有转轮，所述转轮上设有转动轴，所述转动轴的另一端通过螺栓与储料仓螺接。

优选的，所述输送管上安装有阀门。

优选的，所述斜坡模型包括两组梯式桁架和面板，两组所述梯式桁架叠加放置且顶部之间搭接有面板，两组所述梯式桁架之间设有链条，所述链条的左侧插接有转动手柄。通过转动手柄调节整体的长度由此改变斜坡的角度，坡面材料是可以更换的，以模拟不同抗剪强度的滑动面。

优选的，所述水槽的底部贯穿开设有水槽进排水口，所述水槽进排水口的直径为5cm，且水槽进排水口与储水箱之间设有抽水装置，所述水槽为边长600cm、宽30cm、高120cm的长方体，所述水槽的内壁设有水位标，所述水槽和沉淀池均透明设置，所述沉淀池的底部设有沉淀池进排水口，所述沉淀池进排水口的直径为5cm，所述沉淀池的边长为长150cm、宽150cm、高120cm。

优选的，所述储水箱的规格为30cm×30cm×130cm，所述储水箱顶部的搅拌机的规格为顶的直径30cm、底的直径20cm、高30cm，所述搅拌机通过传送带与运料箱连接，所述运料箱的规格为30cm×30cm×50cm，所述搅拌机上连接的输送管直径为5cm，所述输送管底部连接的花洒式喷头和储料仓为等大的矩形面，所述花洒式喷头的底部矩形面规格为30cm×20cm。