一种电缸控制全自动崩塌灾害试验系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电缸控制全自动崩塌灾害试验系统，属于岩体稳定性技术领域；包括试验控制装置和数据采集分析系统；所述试验控制装置由危岩体释放装置、水平控制装置和坡面控制装置组成，所述危岩体释放装置由控制架、垂直丝杠、岩石固定装置和重物盒连接组成；所述水平控制装置由底座连接行走滑道和水平丝杠组成；所述坡面控制装置由支撑架、连接钢片、旋转电缸和坡面安置架连接组成；所述数据采集分析系统由传感器和高速摄像机连接计算机控制系统组成。本发明专利技术通过危岩体释放装置、水平控制装置和坡面控制装置分别来控制危岩体的释放高度、水平距离和水平夹角，并通过数据采集分析系统测试岩石崩塌滚落运动轨迹及速度，得出崩塌灾害行为特征。

【技术实现步骤摘要】
一种电缸控制全自动崩塌灾害试验系统
本专利技术涉及一种岩体崩塌灾害试验系统，具体涉及一种电缸控制全自动崩塌灾害试验系统，属于岩体稳定性

技术介绍
陡峭边坡的开挖改变了原有地质环境的平衡，容易出现滑坡、崩塌等地质灾害，造成大量的人员伤亡和财产损失。由于高陡岩体崩塌失稳时，岩体变形大、破坏速度较快，且岩体本身存在强度差异，目前的技术难以进行高陡岩体物理实验。在研究高陡边坡岩体时，可通过物理模型试验的方法来模拟高陡岩体的崩塌破坏机制，从而对高陡岩体失稳破坏全过程进行分析。目前所采用的释放装置大多为悬挂式释放装置，其原理为使重物悬停空中通过实验人员拉开插销进行重物释放。但是现有的崩塌模拟实验装置功能比较单一无法模拟不同情况下的崩塌破坏情况，以及在坡角及坡高变化时，传感器无法连接不同的被测对象，而且试验装置笨重，操作适应性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是：克服现有崩塌模拟实验装置功能单一无法模拟不同情况下的崩塌破坏情况的问题，提供一种电缸控制全自动崩塌灾害试验系统，通过危岩体释放装置、水平控制装置和坡面控制装置分别来控制危岩体的释放高度、水平距离和水平夹角，可模拟不同坡度、不同大小危岩体崩塌坠落的全过程能量变化，并通过数据采集分析系统测试岩石崩塌滚落运动轨迹及速度，得出崩塌灾害行为特征。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种电缸控制全自动崩塌灾害试验系统，包括试验控制装置和数据采集分析系统；所述试验控制装置由危岩体释放装置、水平控制装置和坡面控制装置组成，所述危岩体释放装置由控制架、垂直丝杠、岩石固定装置和重物盒连接组成，所述控制架竖直设置在所述水平控制装置上，所述控制架的上端贯穿连接所述垂直丝杠、两侧滑动连接所述岩石固定装置，所述重物盒连接在所述岩石固定装置上；所述水平控制装置由底座连接行走滑道和水平丝杠组成，所述底座水平设置且上端面的两侧连接所述行走滑道、中间连接所述水平丝杠，所述控制架的下端滑动连接在所述行走滑道内并与所述水平丝杠连接；所述坡面控制装置位于所述水平控制装置的上方并由支撑架、连接钢片、旋转电缸和坡面安置架连接组成，所述支撑架设置有两个且上端转动连接所述坡面安置架、中间通过所述连接钢片连接固定，所述坡面安置架与所述连接钢片之间连接所述旋转电缸；所述数据采集分析系统由传感器和高速摄像机连接计算机控制系统组成。所述控制架由两根立架上端连接横架、下端连接底架组成，所述垂直丝杠的上端贯穿连接在所述横架上，所述岩石固定装置的两侧与两根所述立架上下滑动连接、中部转动连接在所述垂直丝杠上，所述重物盒固定连接在所述岩石固定装置的下端，所述底架的两端滑动连接在所述行走滑道内、中部转动连接在所述水平丝杠上。所述垂直丝杠和所述水平丝杠均通过线路连接丝杠控制器，所述垂直丝杠通过所述丝杠控制器输入数值控制所述重物盒的释放高度，所述水平丝杠通过所述丝杠控制器输入数值控制所述重物盒距离所述坡面安置架的释放水平距离。所述重物盒的内部设置危岩体，所述重物盒上通过线路连接盒口控制器，并通过所述盒口控制器控制所述重物盒的自动张合释放危岩体。两个所述支撑架之间通过所述连接钢片焊接固定，所述连接钢片与所述坡面安置架之间通过连接两个所述旋转电缸支撑并调整所述重物盒的释放水平夹角，两个所述旋转电缸均通过螺栓连接在所述坡面安置架和所述连接钢片上。所述坡面安置架位于所述底座的上方并转动连接在两个所述支撑架上，所述坡面安置架的上端连接被测件，所述传感器设置有多个并连接在所述坡面安置架与所述被测件之间的所述坡面安置架上端面上，所述高速摄像机设置有两台并分别设置在所述被测件的两侧。所述坡面安置架是由梁板和三角斜撑拼接组成的桁架结构，所述梁板平行设置有多个，两个平行所述梁板之间的两端均通过所述三角斜撑连接，且所述三角斜撑的外端面与所述梁板的两端面平齐，每个所述梁板上均分布有多个测点,多个所述传感器分别对应连接在多个所述测点上。所述传感器通过连接所述计算机控制系统连续采集危岩体崩塌后，在运动过程中所述被测件上指定位置的法向力和法向变形值，两台所述高速摄像机均采用FR800高速摄像机，所述高速摄像机通过连接所述计算机控制系统并利用TEMA软件采集危岩体的运动速度方向、位移方向和加速度方向。被测件为亚克力板，木板或草坪等材质，并通过螺栓固定连接在所述坡面安置架上。本专利技术的有益效果是：1）本专利技术通过危岩体释放装置、水平控制装置和坡面控制装置分别来控制危岩体的释放高度、水平距离和水平夹角，可模拟不同坡度、不同大小危岩体崩塌坠落的全过程能量变化，并通过数据采集分析系统测试岩石崩塌滚落运动轨迹及速度，得出崩塌灾害行为特征，解决现有崩塌模拟实验装置功能单一无法模拟不同情况下的崩塌破坏情况的问题，且装置结构简单、试验方便、效率高。2）本专利技术的危岩体释放装置和水平控制装置均采用丝杠控制器输入数值来控制危岩体的释放高度以及释放水平距离，满足不同释放高度以及释放水平距离条件下的试验要求，达到了全自动控制的目的，使得装置操作简单、安全有效，且试验数据更加精准。3）本专利技术的坡面控制装置采用可旋转的坡面安置架与旋转电缸结合的形式支撑并调整危岩体的释放水平夹角，且坡面安置架为桁架结构上端面设置多个测点分别连接传感器，被测体位于多个传感器上端，在更换不同材料的被测体时，避免因被测体的材料原因而无法连接传感器测试的问题，可模拟不同材质的被测体在不同坡度下的法向力和法向变形值，装置适应范围广。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为图1的主视图；图3为图1的俯视图；图4为图1的侧视图。图中，1-控制架，101-立架，102-横架，103-底架，2-垂直丝杠，3-岩石固定装置，4-重物盒，5-底座，6-行走滑道，7-水平丝杠，8-支撑架，9-连接钢片，10-旋转电缸，11-坡面安置架，1101-梁板，1102-三角斜撑，1103-测点，12-被测件。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的解释说明。实施例：如图1-4所示，本专利技术所述的一种电缸控制全自动崩塌灾害试验系统，包括试验控制装置和数据采集分析系统；试验控制装置由危岩体释放装置、水平控制装置和坡面控制装置组成，危岩体释放装置由控制架1、垂直丝杠2、岩石固定装置3和重物盒4连接组成，控制架1竖直连接在水平控制装置上，控制架1的上端贯穿连接垂直丝杠2、两侧滑动连接岩石固定装置3，重物盒4连接在岩石固定装置3上；水平控制装置由底座5连接行走滑道6和水平丝杠7组成，底座5水平设置且上端面的两侧连接行走滑道6、中间连接水平丝杠7，控制架1的下端滑动连接在行走滑道6内并与水平丝杠7连接；坡面控制装置位于水平控制装置的上方并由支撑架8、连接钢片9、旋转电缸10和坡面安置架11连接组成，支撑架8连接有两个且上端转动连接坡面安置架11、中间通过连接钢片9连接固定，坡面安置架11与连接钢片9之间连接旋转电缸10；数据采集分析系统由传感器和高速摄像机连接计算机控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电缸控制全自动崩塌灾害试验系统，其特征在于：包括试验控制装置和数据采集分析系统；所述试验控制装置由危岩体释放装置、水平控制装置和坡面控制装置组成，所述危岩体释放装置由控制架（1）、垂直丝杠（2）、岩石固定装置（3）和重物盒（4）连接组成，所述控制架（1）竖直设置在所述水平控制装置上，所述控制架（1）的上端贯穿连接所述垂直丝杠（2）、两侧滑动连接所述岩石固定装置（3），所述重物盒（4）连接在所述岩石固定装置（3）上；所述水平控制装置由底座（5）连接行走滑道（6）和水平丝杠（7）组成，所述底座（5）水平设置且上端面的两侧连接所述行走滑道（6）、中间连接所述水平丝杠（7），所述控制架（1）的下端滑动连接在所述行走滑道（6）内并与所述水平丝杠（7）连接；所述坡面控制装置位于所述水平控制装置的上方并由支撑架（8）、连接钢片（9）、旋转电缸（10）和坡面安置架（11）连接组成，所述支撑架（8）设置有两个且上端转动连接所述坡面安置架（11）、中间通过所述连接钢片（9）连接固定，所述坡面安置架（11）与所述连接钢片（9）之间连接所述旋转电缸（10）；所述数据采集分析系统由传感器和高速摄像机连接计算机控制系统组成。/n...

【技术特征摘要】
1.一种电缸控制全自动崩塌灾害试验系统，其特征在于：包括试验控制装置和数据采集分析系统；所述试验控制装置由危岩体释放装置、水平控制装置和坡面控制装置组成，所述危岩体释放装置由控制架（1）、垂直丝杠（2）、岩石固定装置（3）和重物盒（4）连接组成，所述控制架（1）竖直设置在所述水平控制装置上，所述控制架（1）的上端贯穿连接所述垂直丝杠（2）、两侧滑动连接所述岩石固定装置（3），所述重物盒（4）连接在所述岩石固定装置（3）上；所述水平控制装置由底座（5）连接行走滑道（6）和水平丝杠（7）组成，所述底座（5）水平设置且上端面的两侧连接所述行走滑道（6）、中间连接所述水平丝杠（7），所述控制架（1）的下端滑动连接在所述行走滑道（6）内并与所述水平丝杠（7）连接；所述坡面控制装置位于所述水平控制装置的上方并由支撑架（8）、连接钢片（9）、旋转电缸（10）和坡面安置架（11）连接组成，所述支撑架（8）设置有两个且上端转动连接所述坡面安置架（11）、中间通过所述连接钢片（9）连接固定，所述坡面安置架（11）与所述连接钢片（9）之间连接所述旋转电缸（10）；所述数据采集分析系统由传感器和高速摄像机连接计算机控制系统组成。


2.根据权利要求1所述的一种电缸控制全自动崩塌灾害试验系统，其特征在于：所述控制架（1）由两根立架（101）上端连接横架（102）、下端连接底架（103）组成，所述垂直丝杠（2）的上端贯穿连接在所述横架（102）上，所述岩石固定装置（3）的两侧与两根所述立架（101）上下滑动连接、中部转动连接在所述垂直丝杠（2）上，所述重物盒（4）固定连接在所述岩石固定装置（3）的下端，所述底架（103）的两端滑动连接在所述行走滑道（6）内、中部转动连接在所述水平丝杠（7）上。


3.根据权利要求2所述的一种电缸控制全自动崩塌灾害试验系统，其特征在于：所述垂直丝杠（2）和所述水平丝杠（7）均通过线路连接丝杠控制器，所述垂直丝杠（2）通过所述丝杠控制器输入数值控制所述重物盒（4）的释放高度，所述水平丝杠（7）通过所述丝杠控制器输入数值控制所述重物盒（4）距离所述坡面安置架（11）的释...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖小辉，王雅南，张路青，王学良，王蒙，姜立波，曲道德，王鑫，
申请(专利权)人：衢州学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33