一种具有柔性坡面的边坡变形模型试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具有智能多自由度柔性坡面的边坡变形模型试验装置。该装置主要由柔性坡面结构、坡面液压举升装置、液压举升智能控制单元、位移监测单元、数据自动采集装置、试验台架装置组成。其中，坡面液压举升装置包括多组电动液压千斤顶。柔性坡面结构主要由两层高强度钢丝格栅夹一层高强土工布组成，所述土工布采用式I所示的高分子物质聚合而成，所述高分子聚合物的Mw为5.8×104，分子量分布指数为1.298。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种具有智能多自由度柔性坡面的边坡变形模型试验装置。该装置主要由柔性坡面结构、坡面液压举升装置、液压举升智能控制单元、位移监测单元、数据自动采集装置、试验台架装置组成。其中，坡面液压举升装置包括多组电动液压千斤顶。柔性坡面结构主要由两层高强度钢丝格栅夹一层高强土工布组成，所述土工布采用式I所示的高分子物质聚合而成，所述高分子聚合物的Mw为5.8×104，分子量分布指数为1.298。【专利说明】一种具有柔性坡面的边坡变形模型试验装置
本专利技术属于地质力学模型试验范畴，特别涉及一种具有智能柔性坡面的边坡变形模型试验装置。本专利得到国家973项目“大型水利水电工程高陡边坡全生命周期性能演化与安全控制”的基金资助。
技术介绍
针对边坡失稳破坏模型试验研究，国内外学者自20世纪60年代开始，就利用各种模型试验方法，探索边坡失稳破坏机制。特别是70年代后，随着我国大型水利水电工程建设中的坝基或坝肩稳定性问题，我国学者进行了大量的模型试验工作，取得了一系列研究成果。边坡模型试验是地质力学模型试验中针对边坡这种特定研究对象的试验技术，其发展经历了框架式模型试验、基底摩擦模型试验、现场三维模型及足尺模型试验、渗水模型试验、离心模型试验等阶段，其中，以框架式模型试验和离心模型试验最为常用。本专利技术属于框架式模型试验装置。框架式模型试验是在通常重力场内，通过在框架模型槽内采用符合相似判据的相似材料制作模型，并在模型满足边界条件相似情况下量测其变形、应力等，进而揭示边坡原型的变形机制。陈祖煜(2003)罗先启(2008)先后详细综述了框架式模型试验成果。左保成等(2005)研究了反倾岩质边坡的破坏机制；任伟中等(2005)建立了相似比为1:200的边坡模型，研究了模型边坡的变形破坏机制和加固效果；Shigemura(2006)研究了坡趾形态对边坡失稳的影响；Li等(2007)对堆积块体的破坏模式进行了研究。上述研究均采用了框架式模型试验装置，尽管这些试验研究在一定程度上大大推进了此类装置的发展，但目前此类装置均存在下述局限和缺陷:(I)岩床多为平板式，形态较单一，不能准确描述真实边坡岩床的地层形态和特点。(2)现有用于调节坡面倾角的坡面举升装置机械传动部分多为手工操作，并且只能实现同步举升，操作精度差。(3)现有试验装置多为固定框架，不能随坡面变化而移动。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术公开了一种具有智能多自由度柔性坡面的边坡变形模型试验装置，该装置的目的在于提供一种可真实模拟具有任意形状岩床的边坡变形和破坏全过程的模型试验装置。本专利技术提供的一种具有智能柔性坡面的边坡变形模型试验装置包括:柔性坡面结构、坡面液压举升装置、液压举升智能控制单元、位移监测单元、数据自动采集装置、试验台架装置。本专利技术的另一目的在于还提供了一种可用于土木工程方面的式I聚合物。本专利技术通过下述技术方案来解决所述技术问题:其包括坡面液压举升装置，所述举升装置包括6纵4横24组电动液压千斤顶。优选地，坡顶和坡脚处的电动液压千斤顶竖直布置，中间其它电动液压千斤顶接近垂直于柔性坡面。柔性坡面结构由两层高强度钢丝格栅夹一层高强土工布组成，所述高强土工布由式I所述的高聚物制成。I。柔性坡面与坡面液压举升装置的多组液压千斤顶铰接相连，所述液压举升智能控制单元由计算机、智能控制模块组成，所述液压举升智能控制单元与坡面液压举升装置连接。所述的坡面液压举升装置包括纵横多组电动液压千斤顶，优选地，坡面液压举升装置包括6纵4横24组电动液压千斤顶。柔性坡面结构与坡面液压举升装置(多组液压千斤顶)铰接相连。通过液压举升智能控制单元，可实现坡面液压举升装置多组电动液压千斤顶的不同步任意伸缩，从而实现柔性坡面的任意变形，用于模拟实际边坡工程中岩床形状。位移监测单元和数据自动采集装置主要由埋于边坡内部的位移传感器和数据采集器组成，用于对边坡变形的测量和数据的实时采集、存储和反馈。所述试验台架装置与柔性坡面结构相连，其框架墙可随柔性坡面形状变化而移动，柔性坡面形状确定后，框架墙可固定，用于对边坡物理模型加载。所述的液压举升智能控制单元由计算机(具有智能控制软件系统)和智能控制模块组成。通过计算机智能控制软件，进行人机界面操作。液压举升智能控制单元与坡面液压举升装置连接，通过液压举升智能控制单元，可实现坡面液压举升装置多组电动液压千斤顶的不同步任意伸缩，从而实现柔性坡面的任意变形，用于模拟实际边坡工程中岩床形状。所述的位移监测单元主要由埋于边坡内部的电阻应变片和精密杠杆引伸仪组成，电阻应变片主要用于量测边坡小变形，精密杠杆引仲仪主要用于量测边坡发生大变形甚至破坏时的位移。所述的数据自动采集装置主要由数据采集器和计算机组成，用于对边坡变形数据的实时米集、存储和反馈。所述试验台架装置与柔性坡面结构相连，其框架墙可随柔性坡面形状变化而移动，柔性坡面形状确定后，框架墙可固定，用于对边坡物理模型加载，可真实模拟边坡地应力。本专利技术提供的一种具有智能柔性坡面的边坡变形模型试验装置，具有大比例尺、高精度、强适应性等特点。由于采用了由两层高强度钢丝格栅夹一层高强土工布组成的柔性坡面结构和由纵横多组液压千斤顶组成的坡面液压举升装置，使其具有很强的适应性。液压举升智能控制单元可控制多组千斤顶不同步伸缩，而坡面形状和坡面倾角可以通过多组液压千斤顶的不同步伸缩作用实现快速任意调整和变化，可用于模拟真实边坡岩床形态。监测单元可同时量测小变形和大变形，能够实现边坡从连续到非连续变形的全过程。本系统不但可以用于研究边坡稳定性，还可以用于滑坡、泥石流等地质灾害过程。本专利技术的优势在于:利用高强度钢丝格栅夹一层高强土工布制成极易变形且承载力强的柔性坡面结构，使用坡面液压举升装置和液压举升智能控制单元实现对柔性坡面结构坡面形状和坡面倾角的任意调整、变化和定位，从而可有效模拟真实边坡岩床形态。【专利附图】【附图说明】图1为边坡变形模型试验装置示意图，其中1-柔性坡面结构，2-坡面液压举升装置，3-液压举升智能控制单元，4-位移监测单元，5-数据自动采集装置，6-试验台架装置，101-钢丝格栅，102- 土工布，201-伸缩杆，202-铰接件，203-滑轮，301-智能控制模块，302-计算机，401-电阻应变片，402-精密杠杆引伸仪，501-数据采集器，502-计算机；图2为柔性坡面结构示意图；图3为坡面液压举升装置示意图；图4为试验台架装置示意图，其中601-框架墙，602-横向滑轨，603-纵向滑轨，604-框架墙，605-基座；图5为式I聚合物的核磁图谱。【具体实施方式】下面通过实施例进一步说明本专利技术。应该理解的是，本专利技术的实施例是用于说明本专利技术而不是对本专利技术的限制。根据本专利技术的实质对本专利技术进行的简单改进都属于本专利技术要求保护的范围。除非另有说明，本专利技术中的百分数是重量百分数。实施例1:试验装置的结构和使用如图1所示，本专利技术包括:柔性坡面结构1、坡面液压举升装置2、液压举升智能控制单元3、位移监测单元4、数据自动采集装置5、试验台架装置6。柔性坡面结构I由两层高强度钢丝格栅101夹一层高强土工布102组成，如图2，具有高强、轻质、随形性好的特点。柔性坡面结构I底部与坡面液压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有智能柔性坡面的边坡变形模型试验装置，其特征在于其包括坡面液压举升装置，所述举升装置包括6纵4横24组电动液压千斤顶。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓丽，王恩志，刘中港，钟建文，温庆博，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：