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多工况耦合滑坡模型试验装置制造方法及图纸

技术编号:28416033 阅读:2 留言:0更新日期:2021-05-11 18:22
本发明专利技术提供了一种多工况耦合滑坡模型试验装置,包括模型框架组件、降雨模拟组件、水流冲刷组件和升降组件;模型框架组件用于堆砌试样土坡,同时可模拟库水位升降状况,降雨模拟组件设置在模型框架组件的上方,用于模拟不同的降雨强度,水流冲刷组件向模型框架组件内的试样土坡提供冲刷水流和蓄水水位,升降组件驱动模型框架组件的一端升降而调整倾斜角度。本发明专利技术通过调整夹板的搭配以及各组件的使用,模拟降雨、库水位升降以及水流冲刷等工况对边坡稳定性的影响,从而对不同工况耦合作用下边坡失稳的动态演化过程进行跟踪、分析和研究,获取不同影响因素下边坡破坏的试验现象,为研究边坡不同的失稳机理提供了试验可能。

【技术实现步骤摘要】
多工况耦合滑坡模型试验装置
本专利技术涉及边坡工程试验
,特别涉及一种多工况耦合滑坡模型试验装置。
技术介绍
滑坡是斜坡上的岩土体在受到不良条件影响下,沿着滑动面滑移的一种地质现象,由于突发性强,危害性大,严重威胁山区人民群众的生命财产安全,是一种不可小觑的自然灾害。大多数的滑坡都直接或间接与水有关联,俗话称“十滑九水”,水对边坡的影响主要表现在降雨的渗入,地下水的侵蚀,库水位升降以及水流对坡脚的冲刷等等。因此,通过试验去探究水对边坡稳定性的影响,具有非常重要的意义。在已有的装置设计中,有很多模拟水对边坡影响的试验装置,包括模拟不同降雨强度下边坡失稳的试验装置,以及模拟库水位变化下边坡失稳的试验装置等。这些模型装置的尺寸大,有效降低了装置边界对试验的影响;水量控制精确,能很好地模拟不同降雨强度。但是这些装置模拟的工况相对单一,难以进行多种工况及不同工况耦合作用下的滑坡模拟试验,因此不能更真实地模拟实际环境。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足,提供一种能模拟水流冲刷、库水位升降及降雨作用的滑坡模型试验装置,上述试验装置可以进行多种工况组合下的滑坡模拟试验,从而对滑坡失稳的动态演化过程进行跟踪、分析及研究,为边坡失稳机理的研究提供技术支持。为了达到上述目的,本专利技术提供了一种多工况耦合滑坡模型试验装置,包括模型框架组件、降雨模拟组件、水流冲刷组件和升降组件;所述模型框架组件用于堆砌试样土坡,同时可模拟库水位升降状况,所述降雨模拟组件设置在所述模型框架组件的上方,用于模拟不同的降雨强度,所述水流冲刷组件向所述模型框架组件内的试样土坡提供冲刷水流和蓄水水位,所述升降组件驱动所述模型框架组件的一端升降而调整倾斜角度。进一步地,所述模型框架组件包括钢架,所述钢架的底端设置底板、侧壁上设置侧板形成盒型结构,所述钢架的内部设置有夹板卡槽,所述夹板卡槽内可选择设置夹板,使所述盒型结构内部形成间隔。进一步地,所述钢架的各部分通过焊接方式连接,所述底板为不锈钢材质,与所述钢架焊接连接,所述底板上还设置有一模板,所述模板用于增加底面的摩擦系数,所述侧板为有机玻璃材质,用环氧树脂粘结在所述钢架内侧面,所述夹板卡槽与所述夹板的连接处设置有橡胶密封条。进一步地,所述钢架的主槽体为长方体,中部向长边两侧延伸出两个副槽体,所述副槽体的侧壁上开设有圆孔,所述圆孔上设置孔塞,所述夹板卡槽包括成对设置的第一夹板卡槽、第二夹板卡槽、第三夹板卡槽以及第四夹板卡槽,所述第一夹板卡槽设置在两所述副槽体的最外侧侧壁上,所述第二夹板卡槽设置在所述主槽体与两所述副槽体的交界处,同时位于所述主槽体内,所述第三夹板卡槽和所述第四夹板卡槽设置在所述主槽体与两所述副槽体的交界处,分别位于两所述副槽体内,所述夹板包括与所述夹板卡槽对应的第一夹板、第二夹板、第三夹板和第四夹板,所述第一夹板和所述第二夹板上均设置有水位线刻度尺,所述第二夹板上开设有排水孔,所述排水孔上设置排水阀。进一步地,所述水流冲刷系统包括设置在所述主槽体外部的水箱以及供水泵,所述供水泵与所述水箱通过水管连接,同时所述供水泵设置有一喷水管,所述喷水管模拟库水位升降时,延伸至所述主槽体内,在坡体前缘注水,所述喷水管模拟水流冲刷时,放置在一侧的所述副槽体底部,对坡底进行冲刷,通过调节所述供水泵的泵压大小、以及所述喷水管的角度来控制模拟水流的状态。进一步地,所述降雨模拟组件包括多个喷头,所述喷头沿所述主槽体的长度方向设置,安装在支撑架上,通过水管与泵连接,同时配置有调节阀门,所述喷头通过所述调节阀门控制水量大小。进一步地,所述喷头沿所述主槽体的长度方向悬挂设置两排,每排设置两个所述喷头。进一步地,所述升降组件包括设置在所述主槽体前端的铰接座、设置在所述主槽体后端的吊环、以及设置在所述支撑架上的吊葫芦,所述吊葫芦与所述吊环吊接。进一步地,所述主槽体可调节的最大角度为20°,当所述吊葫芦不受力时,所述主槽体保持水平。本专利技术的上述方案有如下的有益效果:本专利技术提供的多工况耦合滑坡模型试验装置,包括模型框架组件、降雨模拟组件、水流冲刷组件和升降组件,通过调整夹板的搭配以及各组件的使用,模拟降雨、库水位升降以及水流冲刷等工况对边坡稳定性的影响,从而对不同工况耦合作用下边坡失稳的动态演化过程进行跟踪、分析和研究,获取不同影响因素下边坡破坏的试验现象,为研究边坡不同的失稳机理提供了试验可能。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图;图2为本专利技术的铰接座示意图。【附图标记说明】1-试样土坡;2-钢架;3-底板;4-侧板;5-主槽体;6-副槽体;7-圆孔;8-第一夹板卡槽;9-第二夹板卡槽;10-第三夹板卡槽;11-第四夹板卡槽;12-水箱;13-供水泵;14-喷水管;15-调整支架;16-喷头;17-支撑架;18-铰接座;19-吊葫芦。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。显然,所描述的实施例是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。另外,下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。如图1所示,本专利技术的实施例提供了一种多工况耦合滑坡模型试验装置,设置有模型框架组件、降雨模拟组件、水流冲刷组件和升降组件。其中模型框架组件用于堆砌试样土坡,同时形成储水槽以模拟库水位升降状况,降雨模拟组件设置在模型框架组件的上方,用于模拟不同的降雨强度,水流冲刷组件向模型框架组件内的试样土坡提供冲刷水流,用于模拟实际水流冲刷坡体的效果,升降组件驱动模型框架组件的一端升降而调整试样土坡1的倾斜角度。上述库水位升降、降雨作用和水流冲刷的工况可以任意组合,以进行多工况耦合作用下的滑坡模拟试验,真实地模拟实际环境。其中,模型框架组件包括钢架2,钢架2的底端设置底板3、侧壁上设置侧板4形成盒型结构。同时,钢架2的内部设置有夹板卡槽,夹板卡槽内可选择设置夹板,使盒型结构内部形成间隔,以控制试样土坡1的堆砌形状、库水位储水槽大小等。具体地,钢架2的各部分型材通过焊接方式连接,底板为不锈钢材质,与钢架2焊接连接,同时底板3上还设置有一模板,其用于增加底面的摩擦系数,使试样土坡1堆砌在模板上时底端不易发生滑动。侧板4为有机玻璃材质便于观察,用环氧树脂粘结在钢架2内侧面而防止漏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多工况耦合滑坡模型试验装置,其特征在于,包括模型框架组件、降雨模拟组件、水流冲刷组件和升降组件;所述模型框架组件用于堆砌试样土坡,同时可模拟库水位升降状况,所述降雨模拟组件设置在所述模型框架组件的上方,用于模拟不同的降雨强度,所述水流冲刷组件向所述模型框架组件内的试样土坡提供冲刷水流和蓄水水位,所述升降组件驱动所述模型框架组件的一端升降而调整倾斜角度。/n

【技术特征摘要】
1.一种多工况耦合滑坡模型试验装置,其特征在于,包括模型框架组件、降雨模拟组件、水流冲刷组件和升降组件;所述模型框架组件用于堆砌试样土坡,同时可模拟库水位升降状况,所述降雨模拟组件设置在所述模型框架组件的上方,用于模拟不同的降雨强度,所述水流冲刷组件向所述模型框架组件内的试样土坡提供冲刷水流和蓄水水位,所述升降组件驱动所述模型框架组件的一端升降而调整倾斜角度。


2.根据权利要求1所述的多工况耦合滑坡模型试验装置,其特征在于,所述模型框架组件包括钢架,所述钢架的底端设置底板、侧壁上设置侧板形成盒型结构,所述钢架的内部设置有夹板卡槽,所述夹板卡槽内可选择设置夹板,使所述盒型结构内部形成间隔。


3.根据权利要求2所述的多工况耦合滑坡模型试验装置,其特征在于,所述钢架的各部分通过焊接方式连接,所述底板为不锈钢材质,与所述钢架焊接连接,所述底板上还设置有一模板,所述模板用于增加底面的摩擦系数,所述侧板为有机玻璃材质,用环氧树脂粘结在所述钢架内侧面,所述夹板卡槽与所述夹板的连接处设置有橡胶密封条。


4.根据权利要求3所述的多工况耦合滑坡模型试验装置,其特征在于,所述钢架的主槽体为长方体,中部向长边两侧延伸出两个副槽体,所述副槽体的侧壁上开设有圆孔,所述圆孔上设置孔塞,所述夹板卡槽包括成对设置的第一夹板卡槽、第二夹板卡槽、第三夹板卡槽以及第四夹板卡槽,所述第一夹板卡槽设置在两所述副槽体的最外侧侧壁上,所述第二夹板卡槽设置在所述主槽体与两所述副槽体的交界处,同时位于所述主槽体内,所述第三夹板卡槽和所述第四夹板卡槽设置在所述主槽体与两所述副槽...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘磊磊张均张绍和潘秋景黄诗雅张鹏
申请(专利权)人:中南大学
类型:发明
国别省市:湖南;43

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