[发明专利]一种高速远程滑坡碎裂效应的物理模拟试验装置

说明书

本发明公开了一种高速远程滑坡碎裂效应的物理模拟试验装置，包括载有松散物、用于向球形示踪块体和松散物提供滑坡初速度的弹射装置，与弹射装置的底部衔接、用于接收球形示踪块体和松散物滑坡滚动的滑道形态调整系统，与滑道形态调整系统的下部尾端连接的堆积平台，以及设置在滑道形态调整系统和堆积平台的上部、用于拍摄球形示踪块体和松散物的滑坡实时图像的监控系统。通过上述方案，本发明具有结构简单、组装简便等优点，在高速远程滑坡碎裂效应模拟技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

技术领域

本发明涉及高速远程滑坡碎裂效应模拟技术领域，尤其是一种高速远程滑坡碎裂效应的物理模拟试验装置。

背景技术

高速远程滑坡，作为一种具有巨大破坏力的地质灾害，其具有运动峰值速度快、运动距离远的特点。其运动机理一直以来都是工程地质领域的研究热点，而室内模拟试验是研究其远程运动机理、堆积特征形成机制的重要手段之一。

目前，碎裂理论是用于解释高速远程滑坡远程机制的重要理论之一。高速远程滑坡的碎屑化是指在滑坡在运动过程中，内部颗粒由于碰撞、剪切发生碎裂的现象，其对高速远程滑坡的堆积特征以及远程机制具有重要意义。高速远程滑坡的碎屑化现象在野外实例中已经得到了广泛的验证，但受限于岩石高强度、室内试验小尺寸的影响，在室内试验中往往难以达到令人满意的试验结果。

在高速远程滑坡模拟的材料方面，目前以石英砂和组合块体居多，但这些材料无法模拟滑坡自由碎裂特征，如专利申请号为“201710731465.8”、名称为“一种块状滑坡碰撞解体效应的模型试验方法”的中国发明专利。在弹射装置方面：一方面目前的设计多是考虑定容积设计，如专利申请号为“201910352776.2”、名称为“一种用于高速远程滑坡模拟的岩体模具”的中国发明专利，其没有考虑在运动过程中物料箱中物体的碰撞挤压对试验结果的影响；另一方面多数弹射装置没有设置减速装置，会对弹射装置造成不可逆的损坏，如专利申请号为“201910352899.6”、名称为“一种用于高速远程滑坡模拟的气动加速斜板实验装置”的中国发明专利。在滑道设置方面，多采用只能改变角度的滑道设置，如专利申请号为“201610675326.3”、名称为“可调多功能滑坡堵江及堰塞坝溃坝机制试验装置及其试验方法”的中国发明专利，该手段无法模拟复杂地形对于滑坡碎屑化的影响。在监测方法以高速摄影机为主，并不能模拟揭示滑坡碎裂化过程及运动过程中颗粒的运动状态(如论文：Shea,T.,van Wyk de Vries,B.,2008.Structural analysis and analogue modeling ofthe kinematics and dynamics of rockslide avalanches.Geosphere,4(4):657-686.)。

因此，急需提出一种结构简单、组装简便、模拟效果好的高速远程滑坡碎裂效应的物理模拟试验装置。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种高速远程滑坡碎裂效应的物理模拟试验装置，本发明采用的技术方案如下：

一种高速远程滑坡碎裂效应的物理模拟试验装置，采用球形示踪块体记录滑坡速度向量，其包括载有松散物、用于向球形示踪块体和松散物提供滑坡初速度的弹射装置，与弹射装置的底部衔接、用于接收球形示踪块体和松散物滑坡滚动的滑道形态调整系统，与滑道形态调整系统的下部尾端连接的堆积平台，以及设置在滑道形态调整系统和堆积平台的上部、用于拍摄球形示踪块体和松散物的滑坡实时图像的监控系统；所述球形示踪块体内设置有双频超声波发生器和三轴陀螺仪及加速计。

进一步地，所述弹射装置包括下部与滑道形态调整系统衔接的滑轨，沿滑轨方向滑动、且承载球形示踪块体和松散物的载具，一端固定设置在滑道形态调整系统的顶部下边缘的减速装置弹簧，设置在减速装置弹簧的另一端、用于接收载具碰撞的挡板，以及分别设置在挡板的底部和滑轨的尾端底部、且互相匹配的一对接触式电路控制开关。