[0076] 圖3是取樣回收裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0077] 圖4是測量系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
[0078] 圖5是測量系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)側(cè)向示意圖。
[0079] 圖6_1、圖6_2、圖6_3是泥石流體積比濃度沿程演化不意圖。
[0080] 附圖中的數(shù)字標記分別是：
[0081] 1試樣配置輸出裝置11物料桶12中心轉(zhuǎn)軸13攪拌葉131弓背14閘門141閘 門體142拉索143杠桿144滑輪15升降支架16起重萌蘆2試樣流通控制裝置21槽體 211側(cè)壁22傾斜調(diào)節(jié)支架3取樣回收裝置31旋轉(zhuǎn)托架32取樣杯33間歇式電動轉(zhuǎn)盤旋 轉(zhuǎn)角度控制裝置34尾料池4泥石流性態(tài)測量裝置41激光水位儀42上位數(shù)據(jù)采集分析 中心43應(yīng)力傳感器5成像裝置
【具體實施方式】
[0082] 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例作進一步的描述。
[0083] 實施例一
[0084] 如圖1~圖5所示，加工一種泥石流沿程演化實驗測量系統(tǒng)。
[0085] 圖1是測量系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是杠桿閘門的細部示意圖。泥石流沿程演 化實驗測量系統(tǒng)，包括依次連接的試樣配置輸出裝置1、試樣流通控制裝置2、取樣回收裝 置3、泥石流性態(tài)測量裝置4。試樣流通控制裝置2主體是槽體21 ;槽體21是兩端開口的長 槽型結(jié)構(gòu)，兩端分別布置在升降支架15和傾斜調(diào)節(jié)支架22上，前端高于后端。槽體21側(cè) 壁211由透明材料加工成。
[0086] 試樣配置輸出裝置1包括物料桶11。物料桶11布置在升降支架15上，其上方布 置起重萌蘆16,用于起吊物料桶11。物料桶11內(nèi)腔有豎直中心轉(zhuǎn)軸12,中心轉(zhuǎn)軸12底部 有攪拌葉13,中心轉(zhuǎn)軸12上部與旋轉(zhuǎn)電機轉(zhuǎn)軸電連接。攪拌葉13呈弓型，弓背131向上。 物料桶11桶壁下部開口，開口處布置閘門14,閘門14與槽體21前端相接。閘門14是杠桿 閘門，其閘門體141通過拉索142、滑輪144與杠桿143聯(lián)接。
[0087] 泥石流性態(tài)測量裝置4包括激光水位儀41與應(yīng)力傳感器43。激光水位儀41布置 在物料桶11上沿，其探頭朝向物料桶內(nèi)腔。應(yīng)力傳感器43有多個，徑向布置在槽體21底 部，其受力面朝向槽體21上方。激光水位儀41、應(yīng)力傳感器43分別與上位數(shù)據(jù)采集分析中 心42連接。上位數(shù)據(jù)采集分析中心42將數(shù)據(jù)處理后形成水位-時間曲線、應(yīng)力-時間曲 線在顯示器上實時顯示。激光水位儀41、應(yīng)力傳感器43、上位數(shù)據(jù)采集分析中心42間都設(shè) 置電連接，由電力控制箱進行同步控制，以提高測量數(shù)據(jù)的精度和可靠度。
[0088] 圖3是取樣回收裝置結(jié)構(gòu)示意圖。取樣回收裝置3包括旋轉(zhuǎn)托架31、尾料池34。 旋轉(zhuǎn)托架31中心軸與間歇式電動轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)角度控制裝置33及旋轉(zhuǎn)電機轉(zhuǎn)軸電連接。取樣 回收裝置3還包括取樣杯32,取樣杯32可以放置在旋轉(zhuǎn)托架31上。取樣杯32與槽體21 后端相接。轉(zhuǎn)托架31布置在尾料池34中，未進入取樣杯32的泥石流試樣進入尾料池34 中。
[0089] 圖4是測量系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)俯視示意圖，圖5是測量系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)側(cè)向示意圖。第 一成像裝置5布置在槽體21側(cè)方，成像角度與槽體21垂直；第二成像裝置5布置在槽體21 正上方處。
[0090] 本實施例中，物料桶11內(nèi)徑r= 45cm、高120cm，桶壁下部開口寬40cm。閘門14 可控開口高度〇cm~40cm。槽體21長400cm、寬度B= 30cm。
[0091] 本實施例中，應(yīng)力傳感器43包括四組電阻式帶狀應(yīng)力傳感器43,第一電阻式帶狀 應(yīng)力傳感器43布置在距離槽體21前端50cm處，第二、第三、第四電阻式帶狀應(yīng)力傳感器43 分別以間距l(xiāng)〇〇cm沿槽體21徑向布置在槽體21底部。應(yīng)力傳感器43具體采用超薄型電 阻式應(yīng)力傳感器FSR408,傳感器有效測量寬度b= 6. 3mm。應(yīng)力傳感器數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng) 是flexiforcesenor有線薄膜壓力傳感器系統(tǒng)，直接將電阻值讀取為應(yīng)力值，并可設(shè)置讀 取時間0. 01s~lmin。傳感器測量面長L= 609. 6mm，寬b= 6. 3mm，有效測量面積為LXb =609. 6mmX6. 3mm，數(shù)據(jù)讀取時間間隔設(shè)置為Atn=Is。
[0092] 激光水位儀41是光學(xué)傳感器ODSL30,水位讀取時間間隔設(shè)置為Atn=Is。
[0093] 旋轉(zhuǎn)托架31采用間歇式電動轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)角度控制裝置33控制。間歇式電動轉(zhuǎn)盤旋 轉(zhuǎn)角度控制裝置33工作狀態(tài)下，設(shè)置間隔采樣時間AT= 3s，一次采樣時間Is。取樣杯32 是容積10L透明塑料刻度杯。
[0094] 調(diào)整槽體21與地面夾角9 = 15。。
[0095] 實施例二
[0096] 測量泥石流試樣沿程演化參數(shù)。利用實施例一所得泥石流沿程演化實驗測量系統(tǒng) (但不使用取樣回收裝置3)實施，所測量得到的泥石流試樣沿程演化參數(shù)是以應(yīng)力傳感器 43中設(shè)置的數(shù)據(jù)讀取時間Atn=Is為間隔時間。
[0097] 實驗初期條件：根據(jù)本實驗研究目標，設(shè)計實驗中泥石流樣品密度為 1. 56X103kg/m3。實驗土樣采用彭州市龍門山鎮(zhèn)干家溝泥石流直接取樣曬干篩分使用、實驗 涉及最大粒徑為2cm(D_< 2cm)。通過前期土樣預(yù)備實驗數(shù)據(jù)計算出，為使泥石流樣品密 度=1. 56X10kg/m，制備需要的V干土樣:V水=1:1。
[0098] 圖6-1、圖6-2、圖6-3是泥石流體積比濃度沿程演化示意圖。測量過程中，每一帶 狀應(yīng)力傳感器43所在位置即是一個測量斷面。
[0099] 步驟S1、前期準備
[0100] 向物料桶11中加入體積為0. 044m3干家溝土樣、0. 044m3清水；設(shè)置中心轉(zhuǎn)軸12 轉(zhuǎn)速40轉(zhuǎn)/min~50轉(zhuǎn)/min，物料桶11內(nèi)混合物攪拌均勾形成泥石流試樣，泥石流試樣密 度 1. 56X103kg/m3〇
[0101] 步驟S2、測量試樣流量出流流量Qn
[0102] 待泥石流樣品攪拌均勻后，關(guān)閉電機，停止攪拌葉轉(zhuǎn)動。開啟激光水位儀41、應(yīng)力 傳感器43、成像裝置5、上位數(shù)據(jù)采集分析中心42、旋轉(zhuǎn)托架31。
[0103] 讀取激光水位儀41讀數(shù)，記錄物料桶11內(nèi)初始水位hQ= 1. 476m;
[0104] 開啟閘門14使試樣出流，同時讀取激光水位儀41變化讀數(shù)，記錄試樣出流時物料 桶11內(nèi)水位時刻變化序列（hn，Atn)(n= 1，2,…，Atn=Is)，依式1、式2計算泥石流試 樣出流流量Qn。具體數(shù)據(jù)見表1。
[0105] 步驟S3、測量槽體內(nèi)試樣流速
[0106] 從成像裝置5獲取槽體21內(nèi)試樣運動影像，利用幀率分析軟件（WindowsLive MovieMaker)測量泥石流試樣運動距離，依式3計算泥石流試樣時刻出流速度（vn，Atn)。 具體數(shù)據(jù)見表1。
[0107] 步驟S4、計算槽體21內(nèi)試樣過流流深變化（Hn，Atn)
[0108] 依式4計算槽體21內(nèi)過流流深變化（Hn，Atn)。具體數(shù)據(jù)見表1。
[0109] 表1泥石流試樣運動數(shù)據(jù)計算表
[0110]
[0111] 注：本次實驗共持續(xù)16s
[0112] 步驟S5、測量應(yīng)力變化數(shù)據(jù)（Nn，Atn)
[0113] 從應(yīng)力傳感器43獲取試樣運動過程中槽體21內(nèi)沿程應(yīng)力變化數(shù)據(jù)（Nn，Atn)。具 體數(shù)據(jù)見表2、表3。
[0114] 步驟S6、計算泥石流試樣以Atn為時間間隔的沿程演化特征參數(shù)
[0115] 分別依式5、式6、式7計算第二根傳感器和第三根傳感器斷面試樣密度P、體積比 濃度Sv、輸沙率Gb。具體數(shù)據(jù)見表2、表3。
[0116] 表2泥石流試樣沿程演化特征參數(shù)（斷面2)
[0117]
[0118] 注：本次實驗共持續(xù)16s
[0119] 表3泥石流試樣沿程演化特征參數(shù)（斷面3)
[0120]
[0121] 注：本次實驗共持續(xù)16s
[0122] 實施例三
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