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多功能高速远程滑坡运动堆积过程物理模型试验装置设计与应用

葛云峰 李信杰 杜彬 仇雅诗 赵斌滨 郑海 孙昊

葛云峰, 李信杰, 杜彬, 仇雅诗, 赵斌滨, 郑海, 孙昊. 多功能高速远程滑坡运动堆积过程物理模型试验装置设计与应用[J]. 地质科技通报, 2020, 39(1): 86-94. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0110
引用本文: 葛云峰, 李信杰, 杜彬, 仇雅诗, 赵斌滨, 郑海, 孙昊. 多功能高速远程滑坡运动堆积过程物理模型试验装置设计与应用[J]. 地质科技通报, 2020, 39(1): 86-94. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0110
Ge Yunfeng, Li Xinjie, Du Bin, Qiu Yashi, Zhao Binbin, Zheng Hai, Sun Hao. Design and application of multifunctional physical model test device for movement and accumulation process of rapid long-runout landslide[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2020, 39(1): 86-94. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0110
Citation: Ge Yunfeng, Li Xinjie, Du Bin, Qiu Yashi, Zhao Binbin, Zheng Hai, Sun Hao. Design and application of multifunctional physical model test device for movement and accumulation process of rapid long-runout landslide[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2020, 39(1): 86-94. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0110

多功能高速远程滑坡运动堆积过程物理模型试验装置设计与应用

doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0110
基金项目: 

国家重点研发计划 2018YFC1507200

国家自然科学基金项目 41602316

中央高校基本科研业务费专项资金项目 007-G1323521840

中国地质大学(武汉)实验技术研究项目 SJ-201812

详细信息
    作者简介:

    葛云峰(1985-), 男, 副教授, 主要从事工程地质方面的教学和研究工作。E-mail:geyunfeng@cug.edu.cn

  • 中图分类号: P642.22

Design and application of multifunctional physical model test device for movement and accumulation process of rapid long-runout landslide

  • 摘要: 高速远程滑坡运动堆积过程影响因素众多,在物理模型试验装置研发过程中应满足多因素变化需求,从而实现多功能目的。该试验装置初始状态下(垂直角度=20°,水平角度=0°)长3.40 m,宽0.56 m,高1.35 m。设计有滑体体积调节、上滑槽坡度调节和下滑槽水平角度调节三大模块。材料上采用了3 mm厚不锈钢钢板与8 mm厚钢化玻璃2种材料,使用耐久性较好,并且采用分部件组装形式,安装有万向轮,便于实验仪器的搬运。基于砂子与卵石颗粒材料,应用所研发装置,初步开展了高速远程滑坡运动堆积过程物理模型试验,简要分析了滑体坡度、水平角度、滑体高度及基底材质等参数对滑动距离的影响规律。

     

  • 图 1  滑体体积调节装置

    1.挡板把手;2.滑体挡板;3.底轴;4.顶丝;5.垫板

    Figure 1.  Slide body volume adjustment device

    图 2  上滑槽坡度调节装置设计图

    1.简易小吊车;2.钩环;3.上滑槽;4.过渡段;5.上滑槽内嵌过渡段;6.扇形底板;7.过渡段底座

    Figure 2.  Upper chute slope adjustment device design

    图 3  上滑槽坡度调节装置实物图

    Figure 3.  On the chute slope adjustment device physical map

    图 4  下滑槽水平角度调节装置设计图

    1.过渡段底座;2.扇形底板;3.过渡段;4.侧面挡板;5.挡柱;6.转动轴栓;7.下滑槽;8.玻璃紧固锁;9.带锁万向轮;10.钢化玻璃

    Figure 4.  Lower chute horizontal angle adjustment device design

    图 5  下滑槽水平角度调节装置实物图

    Figure 5.  Under the chute horizontal angle adjustment device physical map

    图 6  试验装置整体实物图

    Figure 6.  Test device overall physical map

    图 7  滑体装置调节示意图

    a.体积调节;b.坡度调节;c.下滑槽水平角度调节

    Figure 7.  Slide adjustment diagram

    图 8  滑体运动堆积图

    a.下滑槽水平转动0°;b.下滑槽水平转动30°

    Figure 8.  Skid accumulation

    图 9  滑体运动堆积三维激光扫描仪扫描图

    a.下滑槽水平转动0°;b.下滑槽水平转动30°

    Figure 9.  Skid accumulation scaning image by three-dimensional laser scanner

    图 10  滑堆积主要区域扫描放大图

    a.下滑槽水平转动0°;b.下滑槽水平转动30°

    Figure 10.  Sliding bulk accumulation area scanning magnification

    图 11  滑体滑动距离与下滑槽水平转动角度关系曲线

    Figure 11.  Curve of the sliding distance of the sliding body and the horizontal rotation angle of the sliding groove

    表  1  试验装置结构尺寸和性能参数

    Table  1.   Test equipment structure size and performance parameters

    长/m宽/m高/m
    上滑槽1.50.50.3
    下滑槽2.00.50.4
    滑体高度/m调节范围:0.5~1.3
    滑体体积/m3调节范围0.001~0.200



    滑坡
    坡度/(°)
    调节范围:30~60;
    调节间隔:1
    下滑槽
    基底
    基底材料厚度:8 cm;
    基底材料:(粗砂、木板、碎石、黏土等至少3种);
    材料含水率:30%~60%;
    材料密实度:密实(1.0~0.67)、中密(0.67~0.33)、松散(0.33~0)。括号内为材料的相对密度
    下滑槽
    障碍物
    下滑槽单方向调节角度范围:0°~90°;
    障碍物高度:≤40 cm
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    表  2  试验装置多功能系列试验案例与数据

    Table  2.   Tet device multi-function series test cases and data

    案例滑体
    坡度/
    (°)
    水平
    角度/
    (°)
    滑体
    高度/
    m
    滑动
    距离/
    m
    滑体
    材料
    基底
    材料
    S130010.33砂子钢板
    S230011.19卵石砂子
    S34001.141.04卵石砂子
    S45001.281.48卵石砂子
    S540151.141.48卵石砂子
    S640301.140.90卵石砂子
    S740451.140.80卵石砂子
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2019-01-26

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