本发明专利技术公开了一种模拟河流动力侵蚀引起滑坡的试验装置及试验方法，包括水源供给装置，模拟斜坡冲刷装置和监测装置，水源供给装置包括蓄水池和注水箱；蓄水池中设置有水泵，注水箱与蓄水池之间通过过水管道连通，模拟斜坡冲刷装置设置在蓄水池的一侧；模拟斜坡冲刷装置包括斜坡模型和水槽；斜坡模型放置在水槽中；水槽的底部设置有注水口和排水口；注水口通过过水管道与注水箱连接；排水口通过管道连通至蓄水池；水槽设置在水槽底座上；监测装置设置在斜坡模型上；能够有效地模拟河流动力侵蚀后斜坡变形破坏的运动过程，确定河流侵蚀下滑坡、泥石流等灾害的土质条件和水动力条件，提出河流动力侵蚀引起滑坡、泥石流灾害的预警阈值，从而有利于此类地质灾害的预防。从而有利于此类地质灾害的预防。从而有利于此类地质灾害的预防。
【技术实现步骤摘要】
一种模拟河流动力侵蚀引起滑坡的试验装置及试验方法
[0001]本专利技术属于地质工程
，涉及一种模拟河流动力侵蚀引起滑坡的试验装置及试验方法。
技术介绍
[0002]河流动力侵蚀是指河流在从高处向低处流动的过程中，依靠自身的机械剥蚀和化学剥蚀作用，通过所携带的泥沙砾石不断破坏河床的过程。滑坡是指斜坡在降雨、地震、河流冲刷、地下水活动、人工切坡等因素的影响下，斜坡上的土石整体沿着软弱面向下滑动的现象。
[0003]河流侵蚀可以分为下蚀和侧蚀，下蚀加深河床，侧蚀增长河谷，河流下蚀和侧蚀会导致坡脚岩土体的流失，造成岩土体松散，影响斜坡的稳定性。目前对于滑坡灾害的预报主要依靠现场观察和长期的现场监测，这些监测方法取得了一定的成果，但此类地质灾害发生迅速，破坏性强，容易引发链生灾害，仅依靠现场监测无法揭示河流动力侵蚀作用引起滑坡发生的临界条件，难以做到及时预报。此外，冲沟和河道洪水不仅快速改变两岸斜坡的地下水动力条件，地表水冲刷可能改变斜坡形态，从而改变斜坡应力状态，二者均可能引起斜坡破坏。现有技术通过现场观察和长期的现场监测对此类地质灾害进行预防，但无法准确提出灾害发生的预警阈值，存在提前预警准确度低的问题。
技术实现思路
[0004]针对现有技术中存在通过现场观察和长期的现场监测，提前预警准确度低的问题，本专利技术的目的是提供一种模拟河流动力侵蚀引起滑坡的试验装置及试验方法，能够有效地模拟河流动力侵蚀后斜坡变形破坏的运动过程，确定河流侵蚀下滑坡、泥石流等灾害的土质条件和水动力条件，提出河流动力侵蚀引起滑坡、泥石流灾害的预警阈值，从而有利于此类地质灾害的预防。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]一种模拟河流动力侵蚀引起滑坡的试验装置，包括水源供给装置，模拟斜坡冲刷装置和监测装置；
[0007]所述水源供给装置包括蓄水池和注水箱；所述蓄水池中设置有水泵，所述注水箱与蓄水池之间通过过水管道连通，所述水泵安装在靠近蓄水池的过水管道的一端；所述模拟斜坡冲刷装置设置在蓄水池的一侧；
[0008]所述模拟斜坡冲刷装置包括斜坡模型和水槽；所述斜坡模型放置在水槽中；所述水槽的底部设置有注水口和排水口；注水口通过过水管道与注水箱连接；所述排水口通过管道连通至蓄水池；所述水槽设置在水槽底座上；所述监测装置设置在斜坡模型上。
[0009]优选的，所述模拟斜坡冲刷装置还包括水槽底座和冲刷平台；所述水槽底座放置在冲刷平台上；所述冲刷平台与蓄水池相接；所述水槽设置在水槽底座上。
[0010]优选的，所述蓄水池中设置有用于支撑注水箱的支架。
[0011]优选的，所述过水管道包括进水管道和出水管道，所述进水管道与水泵连接；所述进水管道的进水口设置在注水箱的侧壁上；所述出水管道与水槽的注水口连接；所述出水管道的出水口设置在注水箱的底部。
[0012]优选的，所述水槽中设置有挡板，所述挡板设置在注水口和排水口之间。
[0013]优选的，所述排水口的排水管道上设置有水龙头。
[0014]优选的，所述监测装置包括多点位移计和压力传感器；所述多点位移计设置在斜坡模型的坡面上；所述压力传感器设置在斜坡模型的内部；
[0015]优选的，所述水槽和注水箱的材质均为透明玻璃。
[0016]优选的，所述冲刷平台的高度大于蓄水池的高度。
[0017]一种模拟河流动力侵蚀引起滑坡的试验方法，包括，
[0018]对蓄水池进行注水，待注水结束后打开水泵将蓄水池中的水输送到注水箱中；打开注水口，关闭排水口，注水箱中的水通过过水管道进入水槽中，水槽中水位缓慢上升，通过调节水位涨落观测斜坡变形情况，随后关闭注水口，打开排水口，水槽中水位缓慢下降，重复上述步骤，可连续模拟水位涨落对斜坡侵蚀的过程；模拟水位涨落结束后，调节注水口与排水口的过水面积，通过加大流速，观测斜坡坡脚侵蚀速率，直至斜坡破坏。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0020]本专利技术提供一种模拟河流动力侵蚀引起滑坡的试验装置及试验方法，通过水源供给装置，模拟斜坡冲刷装置和监测装置的配合使用，水流通过注水口进入水槽，对斜坡坡面进行冲刷后从排水口流出；先通过缓慢调节水位涨落观测斜坡变形；再加大冲刷流速，观测斜坡坡脚侵蚀速率，直至斜坡破坏，水位涨落速度和流速按现场实测河流最大流速控制；能够有效地模拟河流动力侵蚀后斜坡变形破坏的运动过程，确定河流侵蚀下滑坡、泥石流等灾害的土质条件和水动力条件，提出河流动力侵蚀引起滑坡、泥石流灾害的预警阈值，从而有利于此类地质灾害的预防；有效的解决了通过现场观察和长期的现场监测，针对突发自然灾害，预警准确度低的问题。本专利技术的试验装置能够模拟斜坡在冲刷和水位涨落两种作用下的变形破坏过程，研究洪水涨落及侵蚀下的滑坡、泥石流灾害。
[0021]进一步,设置在斜坡内的监测装置包括200
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200多点位移计和用于监测土压力、孔隙水压力的压力传感器，两者均插入土中，多点位移计用于监测坡体的变形程度，压力传感器用于监测坡体中土压力和孔隙水压力随时间的变化。
[0022]进一步，注水箱放置于蓄水池中的支架上，注水箱放置高度大于水槽高度，确保水流进入水槽后有一定流速，注水箱外接有注水管道和出水管道，注水管道连接水泵且注水口设置于水箱的上部，出水口设置于注水箱底部中央，通过出水管道将水输送到模拟冲刷的水槽中。
[0023]进一步，所述水槽材质为透明玻璃，便于观察水流对斜坡的侵蚀过程和确定具体水位。
[0024]进一步，本专利技术的模拟河流动力侵蚀引起滑坡的试验装置结构简单、原理清晰、安装方便。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的模型试验结构示意图；
[0026]图2为本专利技术的斜坡模型侧视图；
[0027]图中：1、蓄水池；2、水泵；3、过水管道；4、注水箱；5、支撑支架；6、模拟斜坡；7、水槽；8、挡板；9、注水口；10、排水口；11、水龙头；12、水槽底座；13、冲刷平台；14、多点位移计；15、压力传感器。
具体实施方式
[0028]下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。
[0029]以下详细说明均是实施例的说明，旨在对本专利技术提供进一步的详细说明。除非另有指明，本专利技术所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本专利技术所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本专利技术的实例性实施方式。
[0030]由于现有技术中存在通过现场观察和长期的现场监测，提前预警准确度低的问题，因此开展模拟河流动力侵蚀引起滑坡的模型试验是很有必要的。请参考图1、图2，一种模拟河流动力侵蚀引起滑坡的试验装置，方法步骤如下：该试验装置包括水源供给装置、用于模拟河流岸坡的斜坡模型、设置在斜坡模型周围的模拟斜坡冲刷装置、设置在斜坡内用于监测坡体应力应变和孔隙水压力的监测装置。
[0031]所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模拟河流动力侵蚀引起滑坡的试验装置，其特征在于，包括水源供给装置，模拟斜坡冲刷装置和监测装置；所述水源供给装置包括蓄水池(1)和注水箱(4)；所述蓄水池(1)中设置有水泵(2)，所述注水箱(4)与蓄水池(1)之间通过过水管道(3)连通，所述水泵(2)安装在靠近蓄水池(1)的过水管道(3)的一端；所述模拟斜坡冲刷装置设置在蓄水池(1)的一侧；所述模拟斜坡冲刷装置包括斜坡模型(6)和水槽(7)；所述斜坡模型(6)放置在水槽(7)中；所述水槽(7)的底部设置有注水口(9)和排水口(10)；注水口(9)通过过水管道(3)与注水箱(4)连接；所述排水口(10)通过排水管道连通至蓄水池(1)；所述水槽(7)设置在水槽底座(12)上；所述监测装置设置在斜坡模型(6)上。2.根据权利要求1所述一种模拟河流动力侵蚀引起滑坡的试验装置，其特征在于，所述模拟斜坡冲刷装置还包括水槽底座(12)和冲刷平台(13)；所述水槽底座(12)放置在冲刷平台(13)上；所述冲刷平台(13)与蓄水池(1)相接；所述水槽(7)设置在水槽底座(12)上。3.根据权利要求2所述一种模拟河流动力侵蚀引起滑坡的试验装置，其特征在于，所述冲刷平台(13)的高度大于蓄水池(1)的高度。4.根据权利要求1所述一种模拟河流动力侵蚀引起滑坡的试验装置，其特征在于，所述蓄水池(1)中设置有用于支撑注水箱(4)的支架(5)。5.根据权利要求1所述一种模拟河流动力侵蚀引起滑坡的试验装置，其特征在于，所述过水管道(3)包括进水管道和出水管道，所述进水管道与水泵(2)连接；所述进水管道的进水口设置...
【专利技术属性】
技术研发人员：李同录，田志奇，张常亮，付昱凯，赵权利，李萍，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：
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