本实用新型专利技术涉及一种适用于露天矿边坡现场试验的人工模拟降雨系统，属于露天矿边坡工程领域。本实用新型专利技术包括自循环供水系统、降雨控制系统和数据采集系统，降雨控制系统设置在露天矿边坡上，自循环供水系统与降雨控制系统连接，数据采集系统的测量端设置在露天矿边坡的土层内。本实用新型专利技术可采集露天矿现场边坡降雨试验的实时土压力和实时深度位移，具有一体化、自动化、可操作性强、日常维护简单等特点，使露天矿边坡现场试验的人工降雨模拟数据更真实可靠。真实可靠。真实可靠。
【技术实现步骤摘要】
一种适用于露天矿边坡现场试验的人工模拟降雨系统
[0001]本技术涉及一种适用于露天矿边坡现场试验的人工模拟降雨系统，属于露天矿边坡工程领域。
技术介绍
[0002]边坡失稳一直是露天矿山最常见的灾害之一，也是边坡工程系统的一大难题，而降雨入渗对边坡的稳定性影响最大。在以往许多现场边坡试验过程中，仅依靠天然降雨收集相关数据具有很大的局限性和不确定性。天然降雨条件下，耗时周期时间长，成本高，降雨强度变化，特别是少雨季节和地区，严重影响试验的进程。
[0003]人工模拟降雨的可操作性、不受外界条件影响等因素极大地提高了对边坡工程降雨方面的研究。但人工模拟降雨系统仍存在降雨强度不易调控、不能实现自循环连续降雨、无法更好模拟雨滴下落等问题。
技术实现思路
[0004]本技术针对现有露天边坡人工模拟降雨系统的问题，提出一种适用于露天矿边坡现场试验的人工模拟降雨系统及方法，本技术可为露天矿边坡现场试验提供完善的自循环人工模拟降雨条件，提高边坡现场试验降雨工况下数据的准确性；同时，可以通过调节液压支撑刻度立杆来调节高度，进行不同强度的降雨试验。
[0005]本技术为解决其技术问题而采用的技术方案是：
[0006]一种适用于露天矿边坡现场试验的人工模拟降雨系统，包括自循环供水系统、降雨控制系统和数据采集系统，降雨控制系统设置在露天矿边坡上，自循环供水系统与降雨控制系统连接，数据采集系统的测量端设置在露天矿边坡的土层内；
[0007]所述自循环供水系统包括水泵6、输水管I3、集水槽1和蓄水池5，集水槽1的顶端设置在设置露天矿边坡坡底，集水槽1的底端与蓄水池5连通，输水管I3的底端延伸设置在蓄水池5底部，输水管I3的顶端与水泵6连接，水泵6与降雨控制系统连接；
[0008]所述集水槽1上设置有1个以上的过滤网2，输水管I3上设置有1个以上过滤器4；
[0009]所述过滤网2的底部通过支撑杆固定在集水槽1的底部，过滤网2的边缘与集水槽1固定连接，过滤网2高于集水槽1的槽内深度；
[0010]所述降雨控制系统包括液压支撑刻度立杆组12、横梁网格11、调压阀8、压力表7、流量计9和喷头10，液压支撑刻度立杆组12的底端固定在露天矿边坡上，横梁网格11固定设置在液压支撑刻度立杆组12的顶端，横梁网格11上均匀设置有若干个喷头10，水泵6的出水端通过输水管II16与喷头10连通，调压阀8设置在输水管II16上且位于水泵6的出水端，压力表7设置在调压阀8上，流量计9设置在输水管II16上；
[0011]进一步的，所述液压支撑刻度立杆组12包括液压支撑刻度立杆I、液压支撑刻度立杆II、液压支撑刻度立杆III和液压支撑刻度立杆IV，液压支撑刻度立杆I和液压支撑刻度立杆II均设置在露天矿边坡的坡顶，液压支撑刻度立杆III和液压支撑刻度立杆IV均设置
在露天矿边坡的坡底，液压支撑刻度立杆I、液压支撑刻度立杆II、液压支撑刻度立杆III和液压支撑刻度立杆IV的顶端分别与横梁网格11的四角连接；
[0012]进一步的，所述横梁网格11上均匀设置有若干个喷头固定孔，喷头10固定设置在喷头固定孔内；
[0013]进一步的，所述相邻喷头10的间距为20cm～40cm，输水管II16内径为5～10cm；
[0014]所述数据采集系统包括若干组土压力测量件、测斜管14和数据采集仪15，测斜管14等间距均匀布置在露天矿边坡土体内，沿露天矿边坡倾向方向，土压力测量件等间距均匀布置在露天矿边坡土体内，每组土压力测量件包括若干个土压力盒13，沿露天矿边坡的土体深度，每组土压力测量件的土压力盒13分层布置，相同层的土压力盒13布置深度相同且不同层的土压力盒13布置深度不同，土压力盒13、测斜管14均与数据采集仪15连接；
[0015]进一步的，所述相邻测斜管14的间距为3～4m，土压力盒13沿边坡倾向的间距为3～5m，沿边坡走向的间距为3～5m，沿深度方向的间距为3～5m；
[0016]所述数据采集仪15可外接计算机或服务器进行数据的处理和分析，也可内置处理软件进行数据的处理和分析。
[0017]基于适用于露天矿边坡现场试验的人工模拟降雨系统的人工模拟降雨方法，包括以下具体步骤：
[0018](1)通过调节降雨控制系统中液压支撑刻度立杆组的高度，使其达到预设降雨强度；
[0019](2)自循环供水系统的水经水泵输送至输水管II中，打开降雨控制系统的调压阀，通过压力表和流量计控制输水管II内水的压力和流速至预设值，输水管II的水经喷头喷射流下形成预设降雨量的人工模拟降雨；
[0020](3)通过数据采集系统的土压力盒实时监测现场边坡降雨试验的露天矿边坡土压力变化，通过测斜管实时监测现场边坡降雨试验的露天矿边坡不同深度位移变化，通过数据采集仪对实时土压力和实时位移变化进行储存和分析。
[0021]本技术的有益效果：
[0022](1)本技术的自循环降雨系统来进行露天矿边坡现场试验，可节约大量的时间和成本，还具有稳定性强、均匀性好、可重复试验等特点，该系统可以更有效地模拟不同降雨量、不同降雨强度的自然降雨工况；
[0023](2)本技术适用于露天矿边坡现场试验的人工模拟降雨系统，可为露天矿边坡现场试验提供完善的自循环人工模拟降雨条件，提高边坡现场试验降雨工况下数据的准确性；
[0024](3)本技术可采集现场边坡降雨试验的露天矿边坡的实时土压力和实时深度位移，具有一体化、自动化、可操作性强、日常维护简单等特点。
附图说明
[0025]图1为适用于露天矿边坡现场试验的人工模拟降雨系统示意图；
[0026]图2为自循环供水系统示意图；
[0027]图3为降雨控制系统示意图；
[0028]图4为数据采集系统示意图；
[0029]图5为横梁网格结构示意图；
[0030]图6为喷头结构示意图；
[0031]图中：1
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集水槽、2
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过滤网、3
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输水管I、4
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过滤器、5
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蓄水池、6
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水泵、7
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压力表、8
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调压阀、9
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流量计、10
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喷头、11
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横梁网格、12
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液压支撑刻度立杆组、13
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土压力盒、14
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测斜管、15
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数据采集仪、16
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输水管II。
具体实施方式
[0032]下面结合具体实施方式，对本技术作进一步说明。
[0033]实施例1：如图1所示，一种适用于露天矿边坡现场试验的人工模拟降雨系统，包括自循环供水系统、降雨控制系统和数据采集系统，降雨控制系统设置在露天矿边坡上，自循环供水系统与降雨控制系统连接本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用于露天矿边坡现场试验的人工模拟降雨系统，其特征在于：包括自循环供水系统、降雨控制系统和数据采集系统，降雨控制系统设置在露天矿边坡上，自循环供水系统与降雨控制系统连接，数据采集系统的测量端设置在露天矿边坡的土层内。2.根据权利要求1所述适用于露天矿边坡现场试验的人工模拟降雨系统，其特征在于：自循环供水系统包括水泵(6)、输水管I(3)、集水槽(1)和蓄水池(5)，集水槽(1)的顶端设置在设置露天矿边坡坡底，集水槽(1)的底端与蓄水池(5)连通，输水管I(3)的底端延伸设置在蓄水池(5)底部，输水管I(3)的顶端与水泵(6)连接，水泵(6)与降雨控制系统连接。3.根据权利要求2所述适用于露天矿边坡现场试验的人工模拟降雨系统，其特征在于：集水槽(1)上设置有1个以上的过滤网(2)，输水管I(3)上设置有1个以上过滤器(4)。4.根据权利要求2所述适用于露天矿边坡现场试验的人工模拟降雨系统，其特征在于：过滤网(2)的底部通过支撑杆固定在集水槽(1)的底部，过滤网(2)的边缘与集水槽(1)固定连接，过滤网(2)高于集水槽(1)的槽内深度。5.根据权利要求2所述适用于露天矿边坡现场试验的人工模拟降雨系统，其特征在于：降雨控制系统包括液压支撑刻度立杆组(12)、横梁网格(11)、调压阀(8)、压力表(7)、流量计(9)和喷头(10)，液压支撑刻度立杆组(12)的底端固定在露天矿边坡上，横梁网格(11)固定设置在液压支撑刻度立杆组(12)的顶端，横梁网格(11)上均匀设置有若干个喷头(10)，水泵(6)的出水端通过输水管II(16)与喷头(10)连通，调压阀(8)设置在输水管II(16)上...
【专利技术属性】
技术研发人员：张小强，程海勇，吴顺川，贺鹏彬，刘津，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：
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