可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验系统及方法技术方案

本发明专利技术属于岩土体运动学试验技术领域，公开了一种可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验系统及方法，包括装置主体、实验平台和装置扩展结构；本发明专利技术为一种固定在振动台试验台上的实验装置，其作用是为边坡灾害模拟实验提供一个多方向的实验平台。该实验平台可以提供八个方向的实验平台，将实验式样放到试验平台上之后，在地震荷载的作用下，可以同时研究在八个不同方向上边坡灾害实验的不同运动特征。而且该实验平台可以同时实现坡度和坡高的调节，从而可以实现该实验平台的一台多用，提高实验装置的利用率。在八个不同方向的实验平台上可以根据实验需要放置实验滑块、堆砌物、模型箱等实验式样或者实验装置。模型箱等实验式样或者实验装置。模型箱等实验式样或者实验装置。

【技术实现步骤摘要】
可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验系统及方法


[0001]本专利技术属于岩土体运动学试验
，尤其涉及一种可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，我国西部山区地质构造复杂，活动断裂分布广，地震灾害频发。地震滑坡作为地震的严重次生灾害之一，严重威胁着人们的生命和财产安全。研究表明，地震诱发的滑坡在不同方位上往往表现出不同的稳定性、破坏和运动特征，该现象被称为滑坡的方向效应。深入研究地震滑坡方向效应有利于对边坡进行有针对性的防护，在节约工程经济成本的同时，保证边坡的安全性和可靠性。
[0003]振动台实验作为岩土地震工程学的重要研究手段，被广泛应用于岩土体运动学研究领域。近年来，地震滑坡方向效应的研究对岩土体运动学实验设备在多方向、大刚度、可调节等方面提出了更高的要求。然而现有边坡实验台大都仅有单个边坡，无法满足同时进行多个方向研究的需求；另外现有试验台多为一个整体，不能根据需要调节边坡的坡度和坡高，一个试验台仅能对应一种工况，大幅度降低了装置的利用率。因此，研制地震荷载作用下多个方向、可变坡度和坡高的岩土体运动学特性实验装置具有重大的现实意义和科学价值。
[0004]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0005](1)现有边坡实验台大都仅有单个边坡，无法满足同时进行多个方向研究的需求。
[0006](2)现有试验台多为一个整体，不能根据需要调节边坡的坡度和坡高，一个试验台仅能对应一种工况，大幅度降低了装置的利用率。
专利技术内容
[0007]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验系统及方法。
[0008]本专利技术是这样实现的，一种可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验系统包括装置主体、实验平台和装置扩展结构；
[0009]所述装置主体包括底板、可升降顶板和双向螺纹柱，所述可升降顶板通过多根双向螺纹柱安装在底板上端；所述底板和可升降顶板均为正八边形，所述底板和可升降顶板的每个边沿外侧均安装有一个实验平台；
[0010]所述实验平台包括实验平台板、平台板固定装置、平台板旋转轴和固定夹板，所述实验平台板下端两侧通过扩展连接组件与底板相连，所述实验平台板上端通过平台板固定装置与可升降顶板相连；
[0011]所述装置扩展结构包括扩展连接组件和扩展板，所述扩展板通过扩展连接组件与实验平台板下端连接。
[0012]进一步，所述底板开设有若干个定位孔和连接孔，所述定位孔和连接孔均为螺丝
孔，所述定位孔用于将装置主体固定在振动台上，所述连接孔位于底板的八个顶角处，用于连接装置扩展结构。
[0013]进一步，所述可升降顶板的八个顶点处均通过定位环和固定螺母固定在双向螺纹柱上；所述双向螺纹柱的表面为双向螺纹，包括相交设置的左旋螺纹和右旋螺纹；所述固定螺母包括左旋固定螺母和右旋固定螺母，在可升降顶板的上方和下方各有一个左旋固定螺母和一个右旋固定螺母。
[0014]进一步，所述实验平台板的主体截面形状为梯形，底部包括一个平台板旋转筒，平台板旋转筒上布置若干固定螺丝，用于将实验平台板固定在平台板旋转轴上；
[0015]所述平台板旋转轴用于连接实验平台板和扩展连接组件，所述平台板旋转轴两端各有一个连接孔，所述连接孔用于将平台板旋转轴与扩展连接组件中的旋转轴定位台相连。
[0016]进一步，所述扩展连接组件包括两个旋转轴定位台、四个定位板和六个连接孔，六个连接孔分别位于两个旋转轴定位台和四个定位板上。
[0017]进一步，所述定位板包括两个内侧定位板和两个外侧定位板；
[0018]所述内侧定位板位于两个旋转轴定位台所成夹角为135
°
的一侧，用于连接底板或者扩展板。
[0019]所述外侧定位板位于两个旋转轴定位台所成夹角为225
°
的一侧，用于连接扩展板。
[0020]进一步，所述平台板固定装置包括固定轴、固定筒、固定夹板和固定孔；
[0021]所述固定轴固定连接在可升降顶板的定位环上，所述固定筒的内径略大于固定轴的直径，所述固定筒的外径等于固定轴直径与两倍的实验平台板板厚的和；每个固定轴上套有两个固定筒，分别位于实验平台板的两侧，固定筒可在固定轴上沿其轴向移动；
[0022]所述固定轴共设置有八根，八根固定轴分别与可升降顶板的八条边平行，并与可升降顶板之间存在间隙，间隙的大小略大于固定筒的厚度；
[0023]所述固定夹板的截面为长方形，固定连接在固定筒上，用于夹紧并固定实验平台板；
[0024]所述固定孔为固定筒上的螺丝孔，位于固定板的对侧，用于旋入螺丝使得固定板夹紧实验平台板。
[0025]进一步，所述扩展板的截面为等腰梯形，上底角为112.5
°
，下底角为67.5
°
；所述扩展板包含四个连接孔和若干个定位孔，四个定位孔分别位于四个底角处，用于连接装置扩展结构。
[0026]本专利技术的另一目的在于提供一种可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验方法，所述可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验方法包括：
[0027]首先通过定位孔将带有双向螺纹柱的底板固定到震动台上；在每个双向螺纹柱上都分别旋入一个左旋固定螺母和一个右旋固定螺母，将可升降顶板的定位环穿入双向螺纹柱，并移动至所需的高度；在每个双向螺纹柱上再分别旋入一个左旋固定螺母和一个右旋固定螺母至定位环处，将所有固定螺母旋紧固定；
[0028]通过连接孔在底板上安装八个扩展连接组件；
[0029]在实验平台板底部的平台板旋转筒内穿入平台板旋转轴，将该平台板旋转轴放入
外侧扩展板的旋转轴定位台内，用螺丝固定；
[0030]将两个平台板固定装置分别移动至固定轴的两侧，将实验平台板放置在固定轴上；将两个平台板固定装置分别向内侧移动至夹紧实验平台板，并用螺丝通过固定孔旋入拧紧，将实验平台板固定；将实验滑块放置到实验平台板的特定位置处；启动振动台，进行一次实验；
[0031]通过连接孔在扩展连接组件外侧增装八个扩展板，通过定位孔将扩展板固定在振动台上；通过连接孔在扩展板外侧增装八个扩展连接组件；
[0032]松开平台板固定装置、平台板旋转轴和平台板旋转筒上的固定螺丝，移走实验平台板；
[0033]松开双向螺纹柱上的固定螺母，将可升降顶板移动至所需的高度，用固定螺母固定；
[0034]在实验平台板底部的平台板旋转筒内穿入与外侧扩展连接组件对应的平台板旋转轴，将该平台板旋转轴放入外侧扩展板的旋转轴定位台内，用螺丝固定；
[0035]将两个平台板固定装置分别移动至固定轴的两侧，将实验平台板放置在固定轴上；将两个平台板固定装置分别向内侧移动至夹紧实验平台板，并用螺丝通过固定孔旋入拧紧，将实验平台板固定；将实验滑块放置到实验平台板的特定位置处；
[0036]当振动台激励时，振动台台面的振动会传递给实验本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验系统，其特征在于，所述可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验系统包括装置主体、实验平台和装置扩展结构；所述装置主体包括底板、可升降顶板和双向螺纹柱，所述可升降顶板通过多根双向螺纹柱安装在底板上端；所述底板和可升降顶板均为正八边形，所述底板和可升降顶板的每个边沿外侧均安装有一个实验平台；所述实验平台包括实验平台板、平台板固定装置、平台板旋转轴和固定夹板，所述实验平台板下端两侧通过扩展连接组件与底板相连，所述实验平台板上端通过平台板固定装置与可升降顶板相连；所述装置扩展结构包括扩展连接组件和扩展板，所述扩展板通过扩展连接组件与实验平台板下端连接。2.如权利要求1所述的可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验系统，其特征在于，所述底板开设有若干个定位孔和连接孔，所述定位孔和连接孔均为螺丝孔，所述定位孔用于将装置主体固定在振动台上，所述连接孔位于底板的八个顶角处，用于连接装置扩展结构。3.如权利要求1所述的可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验系统，其特征在于，所述可升降顶板的八个顶点处均通过定位环和固定螺母固定在双向螺纹柱上；所述双向螺纹柱的表面为双向螺纹，包括相交设置的左旋螺纹和右旋螺纹；所述固定螺母包括左旋固定螺母和右旋固定螺母，在可升降顶板的上方和下方各有一个左旋固定螺母和一个右旋固定螺母。4.如权利要求1所述的可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验系统，其特征在于，所述实验平台板的主体截面形状为梯形，底部包括一个平台板旋转筒，平台板旋转筒上布置若干固定螺丝，用于将实验平台板固定在平台板旋转轴上；所述平台板旋转轴用于连接实验平台板和扩展连接组件，所述平台板旋转轴两端各有一个连接孔，所述连接孔用于将平台板旋转轴与扩展连接组件中的旋转轴定位台相连。5.如权利要求1所述的可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验系统，其特征在于，所述扩展连接组件包括两个旋转轴定位台、四个定位板和六个连接孔，六个连接孔分别位于两个旋转轴定位台和四个定位板上。6.如权利要求1所述的可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验系统，其特征在于，所述定位板包括两个内侧定位板和两个外侧定位板；所述内侧定位板位于两个旋转轴定位台所成夹角为135
°
的一侧，用于连接底板或者扩展板。所述外侧定位板位于两个旋转轴定位台所成夹角为225
°
的一侧，用于连接扩展板。7.如权利要求1所述的可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验系统，其特征在于，所述平台板固定装置包括固定轴、固定筒、固定夹板和固定孔；所述固定轴固定连接在可升降顶板的定位环上，所述固定筒的内径略大于固定轴的直径，所述固定筒的外径等于固定轴直径与两倍的实验平台板板厚的和；每个固定轴上套有两个固定筒，分别位于实验平台板的两侧，固定筒可在固定轴上沿其轴向移动；所述固定轴共设置有八根，八根固定轴分别与可升降顶板的八条边平行，并与可升降顶板之间存在间隙，间隙的大小略大于固定筒的厚度；
所述固定夹板的截面为长方形，固定连接在固定筒上，用于夹紧并固定实验平台板；所述固定孔为固定筒上的螺丝孔，位于固定板的对侧，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：张迎宾，王宝瑞，张世豪，余鹏程，朱辉，胡兵，相晨琳，李得建，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：