一种用于露天矿边坡相似模拟试验的降雨系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于露天矿边坡相似模拟试验的降雨系统，包括边坡模型模块、降雨模拟模块、风模块、储水模块，所述边坡模型模块包括边坡堆筑物、模型框架，边坡堆筑物盛放在模型框架内，所述降雨模拟模块包括降雨水槽，降雨水槽设置在边坡堆筑物上面且安装在模型框架的顶部，降雨水槽设有盛水的凹槽，凹槽的底板开设若干降雨孔，所述储水模块包括水箱、主水管，水箱通过主水管向降雨水槽中蓄水，所述风模块包括风扇，风扇的输出风贯穿于降雨水槽与边坡堆筑物之间。模拟边坡构造及降雨，水从降雨孔流出时呈雨滴坠落状，区别与喷射模拟的差异，同时用风扇模拟自然降雨中的风力，模拟的降雨更真实可靠，能够理想的模拟降雨条件下的边坡变形。

A Rainfall System for Similar Simulated Test of Open-pit Slope

The invention discloses a rainfall system for similar simulation test of open pit slope, which includes slope model module, rainfall simulation module, wind module and water storage module. The slope model module includes slope building and model frame, and the slope building is stored in the model frame. The rainfall simulation module includes rain trough, which is arranged on the slope building. The water storage module includes a water tank and a main water pipe. The water storage tank stores water into the rainwater tank through the main water pipe. The wind module includes a fan whose output wind runs through the rainwater tank and the slope stack. Simulating slope structure and rainfall, when water flows out of the rainhole, it falls like raindrops, which differs from jet simulation. At the same time, the wind force in natural rainfall is simulated by fan. The simulated rainfall is more real and reliable, and it can simulate slope deformation under ideal rainfall conditions.

【技术实现步骤摘要】
一种用于露天矿边坡相似模拟试验的降雨系统
本专利技术属于模拟降雨
，具体地说，涉及一种用于露天矿边坡相似模拟试验的降雨系统。
技术介绍
边坡稳定性问题一直是岩土工程的一个重要课题，边坡失稳给人类的生命财产安全带来了重大的威胁，是一种很重的地质灾害。边坡稳定性受降雨入渗影响较大，降雨之所以是导致边坡失稳的重要因素，主要是因为降雨雨水一方面由地表渗入岩体会进一步增加对边坡稳定极为不利的孔隙水压力，另一方面，岩体浸水后岩土体的物理力学性质发生变化，强度降低，即发生水化现象，导致岩土体容易失稳。露天矿山高边坡一直存在这样的问题。所以针对露天矿边坡进行室内模拟降雨实验分析是非常有必要的，可以为提高边坡稳定性提供不可缺少的重要数据。大量的现场和室内的边坡降雨实验是边坡设计防护的一个重要环节，降雨相似模拟实验过程中需要使用到的一个关键设备便是模拟降雨装置。目前，能够模拟降雨入渗与露天矿边坡稳定性耦合作用的试验装置极为稀少，无法满足科研需要，很难实现区域降雨，很多装置采用喷头来模拟降雨，并不能恰当的模拟均匀垂直降雨模式以及调整降雨高度密度，同时不能模拟风的影响。导致装置对实际边坡的稳定性指导意义不大。有鉴于此特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种用于露天矿边坡相似模拟试验的降雨系统，为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：一种用于露天矿边坡相似模拟试验的降雨系统，包括边坡模型模块、降雨模拟模块、风模块、储水模块，所述边坡模型模块包括边坡堆筑物、模型框架，边坡堆筑物盛放在模型框架内，所述降雨模拟模块包括降雨水槽，降雨水槽设置在边坡堆筑物上面且安装在模型框架的顶部，降雨水槽设有盛水的凹槽，凹槽的底板开设若干降雨孔，所述储水模块包括水箱、主水管，水箱通过主水管向降雨水槽中蓄水，所述风模块包括风扇，风扇的输出风贯穿于降雨水槽与边坡堆筑物之间。进一步地，所述边坡模型模块还包括用于排出降雨的坡底出水口、若干不同高度的降雨水槽升降固定孔、收集排出降雨的集水槽，所述坡底出水口设置在模型框架的底部，所述降雨水槽升降固定孔设置在模型框架的顶端部，降雨水槽通过降雨水槽升降固定孔安装固定。进一步地，所述模型框架呈长方体形状，由槽钢、螺栓搭接而成，槽钢的高度h为5cm～40cm、腿宽b为3cm～11cm、腰厚度为4mm～15mm，所述槽钢上设有用于安装横梁的模型支护孔，孔间距为10cm，直径为1cm；所述坡底出水口的长度在10cm～18cm，高度在2cm～5cm。进一步地，所述若干降雨水槽升降固定孔对称设置在模型两侧槽钢上，且设置多排，间距3cm～6cm，每排两个孔，孔间距为5cm，孔直径为8mm～15mm。进一步地，所述降雨水槽为镀锌板或塑料板制作而成，厚度不大于1cm，所述降雨水槽呈矩形，长不小于100cm、宽不小于15cm、深不小于5cm，相邻降雨孔间距不小于0.5cm，降雨孔直径不小于5mm。进一步地，所述降雨模拟模块还包括隔板、堵头，隔板设置在降雨水槽中用于将降雨水槽分隔成若干区域，堵头与分流管的出水口匹配以封堵出水口。所述隔板的间距在10cm～30cm。进一步地，所述储水模块还包括流量测试计、球阀、压力控制器、两个支流管，主水管与两个支流管通过三通阀连接，两个支流管分布在降雨水槽两侧，所述支流管上设有若干分流三通管，分流三通管均布设置以向降雨水槽中均布供水，所述流量测试计、球阀、压力控制器安装在主水管上。进一步地，所述支流管的直径不小于2cm，分流三通管的直径不小于2cm，堵头的直径与分流三通管直径相适应。进一步地，所述主水管通过连接卡套与水箱连接，主水管通过与其连接的升缩软管伸入水箱。进一步地，所述风扇为若干个，且安装在模型框架上，所述风扇的吹动方向根据需求设定。采用上述技术方案后，本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果。本专利技术设置边坡模型模块、降雨模拟模块、风模块、储水模块，模拟边坡的构造及降雨，水从降雨孔流出时呈雨滴坠落状，区别与喷射模拟的差异，同时用风扇模拟自然降雨中的风力，模拟的降雨更真实可靠，能够较为理想的模拟降雨条件下的边坡变形，满足分析边坡的变形过程、受力机理及影响边坡稳定性的因素，本专利技术试验装置结构简单，操作便捷，技术风险小，实用性强，可节约工程成本，在露天矿边坡降雨条件下相似模拟试验中具有较大推广应用价值。下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的描述。附图说明附图作为本申请的一部分，用来提供对本专利技术的进一步的理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但不构成对本专利技术的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：图1为本专利技术装置结构示意图；图2为本专利技术降雨水槽结构示意图。图中：1-降雨水槽，2-降雨孔，3-隔板槽，4-隔板，5-主水管，6-降雨水槽升降固定孔，7-分流三通管，8-堵头，9-边坡堆筑物，10-模型框架，11-风扇，12-风扇开关，13-坡底出水口，14-集水槽，15-流量测试计，16-球阀，17-压力控制器，18-连接卡套，19-升缩软管，20-水箱，21-水箱进水管，22-水箱支架。需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本专利技术的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本专利技术的概念。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例一如图1、图2所示，本实施例所述的一种用于露天矿边坡相似模拟试验的降雨系统，包括边坡模型模块、降雨模拟模块、风模块、储水模块。具体地，边坡模型模块包括边坡堆筑物9、模型框架10、坡底出水口13、降雨水槽升降固定孔6、集水槽14，边坡堆筑物9盛放在模型框架10内，边坡堆筑物9的构成用砂、石膏、铁粉、云母片，云母片来模拟层间结构，按照试验要求，以一定的比例配置相似材料，形成边坡堆筑物9，边坡堆筑物9的高度大小根据实际工程参数及相似比进行确定；坡底出水口13设置在模型框架10的底部，用于排出降雨，坡底出水口13的长度在10cm～18cm，高度在2cm～5cm，降雨排出后由集水槽14收集；降雨水槽升降固定孔6设置在模型框架10的顶端部，用于降雨水槽1的不同高度安装，降雨水槽升降固定孔6对称设置在模型两侧槽钢上，且设置多排，间距本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于露天矿边坡相似模拟试验的降雨系统，其特征在于，包括边坡模型模块、降雨模拟模块、风模块、储水模块，所述边坡模型模块包括边坡堆筑物、模型框架，边坡堆筑物盛放在模型框架内，所述降雨模拟模块包括降雨水槽，降雨水槽设置在边坡堆筑物上面且安装在模型框架的顶部，降雨水槽设有盛水的凹槽，凹槽的底板开设若干降雨孔，所述储水模块包括水箱、主水管，水箱通过主水管向降雨水槽中蓄水，所述风模块包括风扇，风扇的输出风贯穿于降雨水槽与边坡堆筑物之间。

【技术特征摘要】
1.一种用于露天矿边坡相似模拟试验的降雨系统，其特征在于，包括边坡模型模块、降雨模拟模块、风模块、储水模块，所述边坡模型模块包括边坡堆筑物、模型框架，边坡堆筑物盛放在模型框架内，所述降雨模拟模块包括降雨水槽，降雨水槽设置在边坡堆筑物上面且安装在模型框架的顶部，降雨水槽设有盛水的凹槽，凹槽的底板开设若干降雨孔，所述储水模块包括水箱、主水管，水箱通过主水管向降雨水槽中蓄水，所述风模块包括风扇，风扇的输出风贯穿于降雨水槽与边坡堆筑物之间。2.根据权利要求1所述的一种用于露天矿边坡相似模拟试验的降雨系统，其特征在于，所述边坡模型模块还包括用于排出降雨的坡底出水口、若干不同高度的降雨水槽升降固定孔、收集排出降雨的集水槽，所述坡底出水口设置在模型框架的底部，所述降雨水槽升降固定孔设置在模型框架的顶端部，降雨水槽通过降雨水槽升降固定孔安装固定。3.根据权利要求2所述的一种用于露天矿边坡相似模拟试验的降雨系统，其特征在于，所述模型框架呈长方体形状，由槽钢、螺栓搭接而成，槽钢的高度h为5cm～40cm、腿宽b为3cm～11cm、腰厚度为4mm～15mm，所述槽钢上设有用于安装横梁的模型支护孔，孔间距为10cm，直径为1cm；所述坡底出水口的长度在10cm～18cm，高度在2cm～5cm。4.根据权利要求3所述的一种用于露天矿边坡相似模拟试验的降雨系统，其特征在于，所述若干降雨水槽升降固定孔对称设置在模型两侧槽钢上，且设置多排，间距3cm～6cm，每排两个孔，孔间距为5cm，孔直径为8mm～15m...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯克鹏，芦涌峰，孙伟，牛向东，蒋军，程涌，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53