降雨-库水位智能控制的阶跃型滑坡模型实验装置及方法制造方法及图纸

降雨

【技术实现步骤摘要】
降雨
‑
库水位智能控制的阶跃型滑坡模型实验装置及方法


[0001]本专利技术涉及阶跃型滑坡危害模拟装置领域， 特别涉及降雨
‑
库水位智能控制的阶跃型滑坡模型实验装置及方法
。

技术介绍

[0002]阶跃型滑坡是库区中最重要且最为常见的地质灾害类型之一，其具有分布区域广泛
、
发生频率高
、
突发性强
、
运动速度快
、
破坏力巨大和灾变损害严重等特点
。
降雨与库水位是阶跃型滑坡体变形破坏的两个极其重要的外在诱发因素
。
其中库区边坡由于受到库水位升降的影响，使岩土体材料发生劣化常产生垮塌，而降雨则沿表面土体入渗或形成的坡面流沿地表裂缝进入滑坡体内部，降低岩土体的物理性能，进而影响滑坡稳定性
。
同时在季节性降雨以及库水位周期性调度因素的影响下，滑坡变形速度也表现出明显的波动性
。
因此，深入研究降雨及库水位对阶跃型滑坡变形的波动性影响，同时结合现场实际收集的数据提前预测模拟此类型滑坡变形情况，进而及时作出防护措施，促进对阶跃型滑坡防灾减灾工作的推进
。
[0003]现有的岩土工程滑坡模型实验装置并不能通过智能控制模拟出自然界中较为真实的降雨和库水位变化情况，更不能针对性研究降雨及库水位对阶跃型滑坡变形的波动性影响，导致实验数据不准确，实验效率低
。
[0004]例如
CN106644386A
公开的一种库水作用下推移式滑坡物理模型实验系统及方法，本专利技术涉及一种库水作用下推移式滑坡物理模型实验系统及方法，包括
U
型槽，
U
型槽的一端密封设置有挡板，
U
型槽内设置有模拟滑床，模拟滑床上设置有模拟滑坡体，且模拟滑坡体的坡表朝向挡板，
U
型槽
、
挡板
、
模拟滑床和模拟滑坡体围成蓄水区，蓄水区连接有进水装置和出水装置；还包括推力加载装置，推力加载装置设置于模拟滑坡体的后缘；以上装置模拟了库水位，但是降雨量的变化未进行模拟，采用的是后推力加载变化来代替，与真实降雨自然滑坡情形差异比较大
。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种降雨
‑
库水位智能控制的阶跃型滑坡模型实验装置及方法，对降雨量和库水位变化对阶跃型滑坡变形的影响进行实景模拟实验和数据采集，为研究阶跃型滑坡的发展及防灾减灾工作的提前预防提供了理论支撑
。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：降雨
‑
库水位智能控制的阶跃型滑坡模型实验装置，包括设置在箱体内部的滑坡模型，箱体内部上方设置有降雨喷淋系统，内部下方设置有库水位智能调节系统，滑坡模型位于降雨喷淋系统和库水位智能调节系统之间，箱体外部设置有操作控制系统，操作控制系统与降雨喷淋系统和库水位智能调节系统分别连通
。
[0007]优选的方案中，所述箱体为封闭的
、
透明的六面体
。
[0008]优选的方案中，所述箱体底部固定有若干调节底座
。
[0009]优选的方案中，所述滑坡模型包括滑坡体，滑坡体铺设在下方的滑床上，滑床固定在滑坡模型底板上，滑坡模型底板与箱体的底面和三个侧壁贴平
。
[0010]优选的方案中，所述降雨喷淋系统包括喷淋管，喷淋管下方连通若干喷淋头，喷淋管内部设置有整流栅，喷淋管上方连通有喷淋进水管，喷淋进水管贯穿箱体顶壁，接通箱体外部的水泵，喷淋进水管上喷淋管与水泵之间依次设置有流量测速仪和第一控制阀，流量测速仪和第一控制阀信号连通操作控制系统
。
[0011]优选的方案中，所述库水位智能调节系统包括水压力传感器和水位计，水压力传感器固定在库进水管的进水口端，库进水管贯穿箱体侧壁连通水泵，库进水管上靠近水泵出口处设置有第二控制阀，水位计沿水箱高度方向固定在水箱内部的侧壁上，水压力传感器和第二控制阀信号连通操作控制系统
。
[0012]优选的方案中，所述库水位智能调节系统还包括设置在箱体底部贯穿箱底的出水管，出水管设置在箱体内部的出水口处设置有水压自动调节阀，水压自动调节阀信号连通操作控制系统
。
[0013]优选的方案中，所述操作控制系统包括控制台，控制台固定在控制台底座上，控制台上设置有降雨量大小调节旋钮
、
水量库水位调节按钮和显示屏
。
[0014]采用上述任意一项所述的降雨
‑
库水位智能控制的阶跃型滑坡模型实验装置进行实验的方法，包含如下步骤：
step1
：首先确定阶跃型滑坡室内物理模型实验的外界条件即实验库水位变动曲线和降雨曲线，并将其输入水量智能控制系统，其中实验库水位变动曲线依据库区库水位实时监测水位线，结合滑坡体室内实际尺寸等比例缩放而来；实验降雨曲线则为库区所在地区水文站监测的月降雨量；
step2
：将安装调试好的降雨
‑
库水位智能控制的阶跃型滑坡模型实验装置安置好后，启动水泵，操作控制台上的水量库水位调节按钮，打开第二控制阀，让水通过库进水管进入到箱体内部，观察水位计上读数，待水位达到实验设定的初始水位，操作控制台上的水量库水位调节按钮，调节第二控制阀将库进水管的进水量调小；
step3
：操作控制台上的降雨量大小调节旋钮，打开第一控制阀，让水通过喷淋进水管进入到喷淋管中，经由整流栅均流后，进入到喷淋头，再从喷淋头落到滑坡体上，同步读取流量测速仪上的数据，调节降雨量大小调节旋钮，直至调至与所在地区的降雨量监测数据相同；
step4
：水压力传感器实时传递数据到显示屏上，同时读取水位计和流量测速仪的数据记录下来，当箱体内水的压力值超过设定的实验压力最大限值，水压自动调节阀启动开始通过出水管排水，同时操作控制台上的水量库水位调节按钮，调节第二控制阀将库进水管的进水量调小；
step5
：当箱体内水的压力值回复到实验压力的设定值，水压自动调节阀关闭，出水管停止排水，继续进行实验；
step6
：实验时，可以同步操作水量库水位调节按钮调节库进水管的进水量，操作降雨量大小调节旋钮调节降雨量的大小，来调节箱体内的水位高度和水压大小及降雨量大小，读取多组与监测数据相同的水位高度
、
水压大小和降雨量大小，记录实验波动曲线，与实际监测数据曲线进行比对，来研究分析阶跃滑坡的发展趋势
。
[0015]本专利技术所提供的一种降雨
‑
库水位智能控制的阶跃型滑坡模型实验装置及方法，具有如下有益效果：
1、
本专利技术透明
、
封闭箱体的设置，保证了实验环境的封闭性和抗干扰性，同时兼顾了可视性，方便了实验过程观察和操作；
2、
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
降雨
‑
库水位智能控制的阶跃型滑坡模型实验装置，包括设置在箱体（1）内部的滑坡模型，其特征在于：箱体（1）内部上方设置有降雨喷淋系统，内部下方设置有库水位智能调节系统，滑坡模型位于降雨喷淋系统和库水位智能调节系统之间，箱体（1）外部设置有操作控制系统，操作控制系统与降雨喷淋系统和库水位智能调节系统分别连通
。2.
根据权利要求1所述的降雨
‑
库水位智能控制的阶跃型滑坡模型实验装置，其特征在于：所述箱体（1）为封闭的
、
透明的六面体
。3.
根据权利要求1所述的降雨
‑
库水位智能控制的阶跃型滑坡模型实验装置，其特征在于：所述箱体（1）底部固定有若干调节底座（
23
）
。4.
根据权利要求1所述的降雨
‑
库水位智能控制的阶跃型滑坡模型实验装置，其特征在于：所述滑坡模型包括滑坡体（2），滑坡体（2）铺设在下方的滑床（3）上，滑床（3）固定在滑坡模型底板（4）上，滑坡模型底板（4）与箱体（1）的底面和三个侧壁贴平
。5.
根据权利要求1所述的降雨
‑
库水位智能控制的阶跃型滑坡模型实验装置，其特征在于：所述降雨喷淋系统包括喷淋管（5），喷淋管（5）下方连通若干喷淋头（6），喷淋管（5）内部设置有整流栅（7），喷淋管（5）上方连通有喷淋进水管（8），喷淋进水管（8）贯穿箱体（1）顶壁，接通箱体（1）外部的水泵（
10
），喷淋进水管（8）上喷淋管（5）与水泵（
10
）之间依次设置有流量测速仪（9）和第一控制阀（
11
），流量测速仪（9）和第一控制阀（
11
）信号连通操作控制系统
。6.
根据权利要求1所述的降雨
‑
库水位智能控制的阶跃型滑坡模型实验装置，其特征在于：所述库水位智能调节系统包括水压力传感器（
12
）和水位计（
13
），水压力传感器（
12
）固定在库进水管（
14
）的进水口端，库进水管（
14
）贯穿箱体（1）侧壁连通水泵（
10
），库进水管（
14
）上靠近水泵（
10
）出口处设置有第二控制阀（
15
），水位计（
13
）沿水箱（1）高度方向固定在水箱（1）内部的侧壁上，水压力传感器（
12
）和第二控制阀（
15
）信号连通操作控制系统
。7.
根据权利要求6所述的降雨
‑
库水位智能控制的阶跃型滑坡模型实验装置，其特征在于：所述库水位智能调节系统还包括设置在箱体（1）底部贯穿箱底的出水管（
16
），出水管（
16
）设置在箱体（1）内部的出水口处设置有水压自动调节阀（
17
），水压自动调节阀（
17
）信号连通操作控制系统
。8.
根据权利要求1所述的降雨
‑
库水位智能控制的阶跃型滑坡模型实验装置，其特征在于：所述操作控制系统包括控制台（
18
），控制台（
18
）固定在控制台底座（
19
）上，控制台（

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡征龙，吴宇轩，陈浩，李俞锟，刘怡璐，孙艳阳，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：