一种水力学物理模型用模拟边坡制造技术

本实用新型专利技术公开了一种水力学物理模型用模拟边坡，其包括网格状的框架、嵌装于框架的多块透视板及用于支撑框架的支撑结构；所述框架由多片竖向支撑片和多片横向支撑片纵横交错连接形成，各所述竖向支撑片的线型与所模拟的河道边坡的铅锤剖面线的线型一致，各所述横向支撑片与所模拟的河道边坡的等高线的线型一致；各所述透视板的上、下边线与对应侧的横向支撑片的线型一致，各所述透视板的左、右边线与对应侧的竖向支撑片的线型一致。本实用新型专利技术模拟河道边坡的真实地形，其能够观察河道水流的运动状态及河道边坡附近水流的运动方向和局部流态，有利于准确布置测试设备，保证试验结果的可靠性。验结果的可靠性。验结果的可靠性。

A hydraulic physical model for simulating slope

【技术实现步骤摘要】
一种水力学物理模型用模拟边坡


[0001]本技术属于水利水电工程
，尤其涉及一种水力学物理模型用模拟边坡。

技术介绍

[0002]在水利水电枢纽工程中，水流经过泄水建筑物宣泄后，在进入下游河道时仍然具有相当大的能量，尤其是当河道狭窄、边坡岩石风化程度高、节理裂隙发育、抗冲刷能力低下、且入射水流方向与边坡存在较大夹角时，水流对河床及两岸边坡会产生一定的影响，边坡的防冲设计是关键的技术问题，水力学物理模型试验是研究水流运动最为有效的技术手段之一。水力学物理模型可按照一定比例将河道原型模拟缩制成模型，根据相似准则对河道水力特征参数进行测量，为边坡防冲设计提供技术参数。
[0003]目前，河道地形制作技术是对地形面进行概化处理，采用断面板法，用水泥砂浆塑形河道地形面。在水力学物理模型制作过程中，通常将模拟河道分为模拟河床和和模拟边坡，如中国专利技术专利申请CN112014256A公开了一种水力学物理模型，其设计了一种以围护结构作为支撑并配合以散粒体堆载层组成的散粒体边坡，能够模拟任意形状的河道边坡。但是该专利技术专利申请所所涉及的模拟边坡仍不具有可透视性，在试验中无法从侧面观察河道内水流的运动状态，难以识别近模拟边坡水流的运动方向和局部流态，不利于分析判断水流与河道边坡的相互作用关系，导致边坡稳定性分析结果存在较大的不确定性，难以为边坡支护施工提供准确的试验参数。

技术实现思路

[0004]本技术目的在于提供一种水力学物理模型用模拟边坡,它模拟河道边坡的真实地形，能够解决现有水力学物理模型的河道结构无法观察河道水流的运动状态，难以识别河道边坡附近水流的运动方向和局部流态，不利于测试设备的准确布置，试验结果不准确的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本技术所采用的具体技术方案如下：
[0006]一种水力学物理模型用模拟边坡，其包括网格状的框架、嵌装于框架的多块透视板及用于支撑框架的支撑结构；
[0007]所述框架由多片竖向支撑片和多片横向支撑片纵横交错连接形成，各所述竖向支撑片的线型与所模拟的河道边坡的铅锤剖面线的线型一致，各所述横向支撑片与所模拟的河道边坡的等高线的线型一致；
[0008]各所述透视板的上、下边线与对应侧的横向支撑片的线型一致，各所述透视板的左、右边线与对应侧的竖向支撑片的线型一致。
[0009]由此，该技术方案依据对应边坡的等高线和铅锤剖面线的线型组合，设计出与河道边坡构造形式相同的网格状框架和曲面透视板，并将网格状框架和曲面透视板结合以模拟出河道边坡的构型，充分模拟了河道边坡原始构造。同时，设置用于支撑框架的支撑结
构。该种模拟边坡清楚地展示了河道水流的运动状态，方便了对河道边坡附近水流的运动方向和局部流态的观测，进而有利于测试设备的准确布置，保证了水力学物理模型试验结果的可靠性。
[0010]优选的，所述透视板的材质为有机玻璃。有机玻璃材料透明便于观察水流情况，并且有机玻璃可预热软化，易于成型，降低了透视板的加工难度。
[0011]优选的，所述竖向支撑片和横向支撑片的材质为有机玻璃。有机玻璃材料透明便于观察水流情况，并且有机玻璃可预热软化，易于成型，降低了支撑片的加工难度。
[0012]进一步，所述支撑结构包括基础、安装在基础上的多根竖向支撑杆以及安装在各竖向支撑杆侧部并支撑框架的纵向支撑杆。该种支撑结构的设计与由纵横交错的支撑片组成的框架相适应，为框架提供了有效支撑。
[0013]进一步，各所述竖向支撑杆由连接杆连接到一起，将各竖向支撑杆连接到一起，提高了支撑结构的支撑强度，增强了支撑稳定性。
[0014]本技术具有以下优点：
[0015]1、该技术利用可透视的有机玻璃作为透视板和框架制造材料，使得水力学物理模型可以从侧向观察泄洪过程中下泄水流与下游水体之间的运动状态。利用模型的可透视性，能够更加精准地定位水流对河道边坡最大作用力的位置及范围，从而有针对性地布设测量传感器，准确地取得水流对河道边坡的冲击力、近壁流速、局部流态等指标。此外，网格状框架与透视板的配合可模拟出河道边坡的真实地形，使得水力学物理模型试验更加真实可靠。
[0016]2、该技术设置与支撑框架结构相协调的支撑结构，能够为模拟边坡提供稳定支撑，保证水力学物理模型试验的顺利进行。
[0017]3、该技术能够提供精准的测试数据，为河道边坡支护分区划分、支护深度确定和支护结构形式选择提供依据，在确保支护结构安全的前提下，可最大限度地降低支护成本。
附图说明
[0018]图1为本实施例的水力学物理模型用模拟边坡的结构示意图；
[0019]图2为图1中框架的部分结构示意图；
[0020]图3为图1的侧向剖视图；
[0021]图4为一侧设置图1中模拟边坡的水力学物理模型；
[0022]图5为两侧设置图1中模拟边坡的水力学物理模型；
[0023]图中标记说明：1、框架；11、竖向支撑片；12、横向支撑片；13、网格；2、透视板；3、支撑结构；31、基础；32、竖向支撑杆；33、纵向支撑杆；4、连接杆；5、河床；6、河道中泓线；7、水泥砂浆塑性河道地形。
具体实施方式
[0024]为了更好地了解本技术的目的、结构及功能，下面结合附图，对本技术一种水力学物理模型用模拟边坡做进一步详细的描述。
[0025]如图1
‑
3所示，本实施例的水力学物理模型用模拟边坡由包括框架1、嵌装在框架1
上的多块透视板2和为框架1提供支撑的支撑结构3。所述框架1为网格状结构，其是由多片竖向支撑片11和多片横向支撑片12纵横交错连接而成。各所述透视板2嵌装于网格13之中。各所述透视板2的上、下边线的线型与对应侧的横向支撑片12的线型一致，各所述透视板2的左、右边线的线型与对应侧的竖向支撑片11的线型一致，而各所述竖向支撑片11的线型与所模拟的河道边坡的铅锤剖面线的线型一致，各所述横向支撑片12的线型与所模拟的河道边坡的等高线的线型一致，也即是网格状的框架1与多块透视板2相结合，真实地模拟出河道边坡凹凸不平的实际地形。本实施例通过模拟真实的河道边坡地形，并形成可透视的模拟边坡，使得从水力学物理模型的侧部就能够观察到河道水流的运动状态，有助于精准地定位水流对河道边坡最大作用力的位置及范围，并且有针对性地布设测量传感器，准确地取得水流对河道边坡的冲击力、近壁流速、局部流态等指标，能够保证水力学物理模型试验真实可靠性。
[0026]需要说明的是，模拟河道边坡用的横向支撑片12和竖向支撑片11的厚度相对于整个水力学物理模型来讲可以忽略不计，因此“线型一致”的含义也即将横向支撑片12抽象为一条横向延展的线条且该线条的走势和所模拟河道边坡对应位置的等高线的走势一致，将竖向支撑片11抽象为一条竖向延展的线条且该线条的走势和所模拟河道边坡对应位置的铅锤剖面线的走势一致。同理也可以理解，透视板2边线的线型与横向支撑片12和竖向支撑片11的线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水力学物理模型用模拟边坡，其特征在于：包括网格状的框架(1)、嵌装于框架(1)的多块透视板(2)及用于支撑框架(1)的支撑结构(3)；所述框架(1)由多片竖向支撑片(11)和多片横向支撑片(12)纵横交错连接形成，各所述竖向支撑片(11)的线型与所模拟的河道边坡的铅锤剖面线的线型一致，各所述横向支撑片(12)的线型与所模拟的河道边坡的等高线的线型一致；各所述透视板(2)的上、下边线与对应侧的横向支撑片(12)的线型一致，各所述透视板(2)的左、右边线与对应侧的竖向支撑片(11)的线型一致。2.根据权利要求1所述的水力学物理模型用模拟边坡，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周望武，许传勇，曾少岳，周琦，戴晓兵，
申请(专利权)人：中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：