1.一种滑坡涌浪对水下管道冲击模拟实验装置,其特征在于:包括实验水箱(1)、平板(2)、海绵缓冲垫层(3)、实验管段(5)、支撑架(6)、压力传感器(7)和高速摄影仪(8),所述实验水箱(1)呈上方开口的长方体箱体状,设定实验水箱(1)长度方向的两端面为前端面和后端面,则剩余两个侧面为左侧面和右侧面,左侧面和右侧面上均对称设置有平板固定装置,平板(2)的左右两侧通过平板固定装置倾斜固定在实验水箱(1)左右两侧面上,且平板(2)的前端低于后端,平板(2)的前端和实验水箱(1)的宽度方向相平行,平板(2)的前端和实验水箱(1)的底部相接触,平板(2)和实验水箱(1)内底部的夹角为θ,0°<θ<90°,海绵缓冲垫层(3)铺设在实验水箱(1)内的底部,海绵缓冲垫层(3)位于平板(2)的前方,支撑架(6)设置在海绵缓冲垫层(3)的前端,支撑架(6)和实验水箱(1)底部固定连接,实验管段(5)架设在支撑架(6)上,实验管段(5)的中心轴线和平板(2)的前端相平行,压力传感器(7)设置在实验管段(5)上,压力传感器(7)电连接有数据采集器(9),数据采集器(9)信号连接有PC终端(10),高速摄影仪(8)和PC终端(10)信号连接。
2.如权利要求1所述的滑坡涌浪对水下管道冲击模拟实验装置,其特征在于:所述平板固定装置包括一对以上的固定块(4),每对固定块(4)左右对称设置分别与左侧面和右侧面固定连接,固定块(4)的表面倾斜设置,固定块(4)的表面和实验水箱(1)内底部的夹角为θ,且固定块(4)的表面的法线方向开设有螺纹孔,平板(2)的左右两侧对称开设有安装孔,通过螺钉穿过平板(2)的左右两侧的安装孔以及螺纹孔,将平板(2)固定安装在固定块(4)上。
3.如权利要求1所述的滑坡涌浪对水下管道冲击模拟实验装置,其特征在于:所述支撑架(6)包括底座和弧形托架,底座和实验水箱(1)底部固定连接,弧形托架和底座固定连接,弧形托架支撑在实验管段(5)的底部,所述弧形托架的弧度和实验管段(5)外部的弧度相配合,底座可上下升降调节。
4.如权利要求1所述的滑坡涌浪对水下管道冲击模拟实验装置,其特征在于:所述实验水箱(1)由透明有机玻璃板通过亚克力胶、销钉进行连接的长方体敞口容器,其长宽高分别为2.40m、1.20m、0.60m;平板(2)长为1.20m,海绵缓冲垫层(3)的长宽均为1.20m,厚度为
0.03m;实验管段(5)的直径为0.06m。
5.一种滑坡涌浪对水下管道冲击模拟实验方法,其特征在于:采用如权利要求1-4中任一项所述的滑坡涌浪对水下管道冲击模拟实验装置进行实验,具有如下步骤:
1)完成滑坡涌浪对水下管道冲击模拟实验装置的安装;
2)检测实验水箱(1)的气密性,防止漏气漏水;
3)在实验水箱(1)中盛2/3的水;
4)开启高速摄影仪(8)和压力传感器(7);
5)刚体滑块(11)从平板(2)上方下落,滑入水中激起涌浪,涌浪以一定速度冲击实验管段(5);
6)开启高速摄影仪(8)完成视频数据采集,压力传感器(7)完成压力数据采集;
7)调整支撑架的高度和/或将实验管段(5)绕实验管段(5)中心轴线旋转,重复1)—6)步骤,获得其他实验数据。