[发明专利]风洞试验流场对山体滑坡簸箕凹腔散落体模型监测装置

说明书

本发明涉及一种风洞试验流场对山体滑坡簸箕凹腔散落体模型监测装置，散落体试验模型为滑坡砂堆，滑坡砂堆呈槽状凹腔，滑坡砂堆埋设微压差探头和风动压监测探头，微压差探头、多路微压差变送器和风动压监测探头通过正负硅胶管与多路微压、风速转换电路连接，多路微压、风速转换电路通过485信号线与485转USB模块、笔记本电脑连接；观察了在不同风速风压下，滑塌积层粗细颗粒及泥石流堆积层的分布及厚度，探索风速与散落体凹腔以及砂砾冲击能量及冲击频率与斜坡失稳规模之间的关系，并通过散落砂石堆积体后输出系统的砂砾质量来评价冲击影响程度。

技术领域

本发明涉及防灾减灾试验领域，具体是指利用风洞测试山体滑坡簸箕凹腔散落体。

背景技术

甘肃陇南地区位于西秦岭和岷山两大山系的交错地带，是与贺兰——川滇南北构造带、秦岭迭山带迭加复合。该地区主要以灰岩、角砾状灰岩、石英砂岩、杂砂岩、粉砂岩和粉砂质板岩为主，山体分化、破碎严重，总体构成南部老北部新的复式斜褶皱构造，并且在断层构造的两盘形成次级推覆构造。生态环境较为脆弱，斜坡中上部陡缓转折端裸露的陡立岩体在山谷风作用下产生了强烈的物理化学风化，特别是岩性较为软弱的杂砂岩地区陡壁裸露岩体，由于灰岩与其间的石英脉及方解石条带差异风化而形成大量风蚀凹腔。强劲的山谷风在拉陷槽内形成较强的涡旋，将促使处于极限状态的侧壁进一步失稳，由于岩体产生裂缝，瞬时的暴雨和强降雨深入岩体深部，导致岩体崩塌、滑坡，形成泥石流。直接威胁坡脚交通干线的安全运行。为此，利用风洞试验流场，建立一套对山体滑坡簸箕凹腔散落体模型监测系统，模拟风载作用下坡顶陡壁的震裂岩体失稳坠落于散粒体，散粒体斜坡滑塌后陡壁细颗粒风蚀形成簸箕状凹槽（腔）的风速、气压和堆积量。

发明内容

基于上述，本发明的目的旨在提供一种风洞试验流场对山体滑坡簸箕凹腔散落体模型监测装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种风洞试验流场对山体滑坡簸箕凹腔散落体模型监测装置，是由散落体试验模型、滑坡砂堆、槽状凹腔、微压差探头、风洞风速方向、风洞试验段、风速皮托管、多路微压差变送器、正负硅胶管、多路微压、风速转换电路、485转USB模块、笔记本电脑、485信号线、风动压监测探头、微压差风速、压力显示器、风速皮托管固定座架构成。在风洞试验段中，散落体试验模型为滑坡砂堆，滑坡砂堆为槽状凹腔，滑坡砂堆中埋设微压差探头、多路微压差变送器和风动压监测探头，微压差探头、多路微压差变送器和风动压监测探头通过正负硅胶管与多路微压、风速转换电路连接，多路微压、风速转换电路通过485信号线与485转USB模块、笔记本电脑连接；试验段洞外顶部，装有微压差风速、压力显示器，风速皮托管上设有静压孔，端头装有风动压监测探头，正负硅胶管一端与微压差风速、压力显示器连接，另一端通过风速皮托管固定座架与风速皮托管连接。

本发明的优点和产生的有益效果：

1）本发明利用风洞试验中气流通过微压差探头、多路微压差变送器和风动压监测探头测试散粒体斜坡表面的凹槽（腔）引起的风蚀研究散粒体斜坡失稳和散落砂石风承载力；并通过散落砂石堆积体后砂砾堆积量来评价冲击影响程度。

（2）本发明利用在风沙环境风洞中通过重建野外具有互层结构特征的散粒体斜坡研究气流涡旋诱发型散粒体斜坡表面颗粒在风载作用下的起动过程及运动特征；形成坡面凹槽深度与风蚀穴颗粒起动特征之间的关系；运用皮托管流场测量风力大小、风冲击砂砾能量，测量凹槽内外的流场结构特征。

（3）研究了散粒体斜坡剖面在垂向上存在泥石流堆积物和崩坡积物的互层结构。观察了在不同风速风压下，滑塌积层粗细颗粒及泥石流堆积层的分布及厚度，探索风速与散落体凹腔以及砂砾冲击能量及冲击频率与斜坡失稳规模之间的关系。

附图说明

图1为本发明风洞试验段山体滑坡簸箕凹腔散落体纵断面示意图。

图2为山体滑坡散落砂石风承载力的试验平台。

具体实施方式