降雨与库水位耦合作用滑坡物理模拟试验装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109283320A(43)申请公布日2019.01.29(21)申请号201811346018.1(22)申请日2018.11.13(71)申请人南昌工程学院地址330000江西省南昌市高新区天祥大道289号(72)发明人甘建军李荐华万胜江辉曾茂宗唐春杨涛赖绍伟袁志辉胡盛明罗藏青排杨普济(51)Int.Cl.G01N33/24(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称降雨与库水位耦合作用滑坡物理模拟试验装置(57)摘要本发明公开了一种降雨与库水位耦合作用滑坡物理模拟试验装置，它包括人工降雨模拟单元、模型箱单元和监测单元，所述降雨单元设有大功率水泵、储水井、控制台、沉沙池、回水槽和数控分水阀门；所述模型箱单元四周及底部密封，前端设有控水阀门，底部设有重型带刹脚轮，箱内设有滑床，滑床上设滑动带，滑动带上设滑体，滑动后缘设有滤水管，滑体及滑带设有传感器，箱体前缘设有液位计、进水管、控水阀门；所述监测单元包括摄像机、物理量传感器、数据采集和处理系统；所述装置用于模拟山体滑坡在多工况条件下的变形破坏模型试验，可实时监测滑坡不同部位物理量参数，能够进行降雨、库水位等多参数耦合作用滑坡的试验研究。CN109283320ACN109283320A权利要求书1/1页1.降雨与库水位耦合作用滑坡物理模拟试验装置，其特征在于它包含人工降雨模拟单元、模型箱单元、监测单元；所述的人工降雨模拟单元包含储水井、人工降雨控制台、水网系统；水网系统通过大功率水泵从储水井抽取地下水；人工降雨控制台与水网系统上的大功率水泵控制连接，控制水网系统的电压和水压力；水网系统的上部设有数控分水阀门和喷嘴；水网系统的下部设有回水槽、沉沙池；回水槽经沉沙池与储水井连通；所述的模型箱单元包含箱体；箱体的底部设有重型带刹脚轮；箱体框架的四周和底部通过透明钢化玻璃密封；箱体内设有滑床；滑床上设有滑动带；滑动带上设有滑体；滑体的后缘采用缓坡结构；滑体的后缘上设有滤水管；箱体的前缘底部设有控水闸门；箱体前缘两侧内壁设有液位计；所述的监测单元包含高清摄像机、动力位移传感器、水分传感器、孔隙水压力传感器、土压力传感器、监控平台；高清摄像机设在箱体的外侧上方及四周；动力位移传感器、水分传感器、孔隙水压力传感器、土压力传感器分设在滑动带和滑体的不同部位；动力位移传感器、水分传感器、孔隙水压力传感器、土压力传感器通过集成卡和稳压器与监控平台连接；高清摄像机与监控平台电性连接。2.根据权利要求1所述的降雨与库水位耦合作用滑坡物理模拟试验装置，其特征在于箱体的长、宽、高分别为230cm、120cm、100cm，箱体的底部设有六个重型带刹脚轮。3.根据权利要求1或2所述的降雨与库水位耦合作用滑坡物理模拟试验装置，其特征在于箱体的前缘内侧右角设有进水管；箱体中部设有可拆卸挡板。4.根据权利要求1所述的降雨与库水位耦合作用滑坡物理模拟试验装置，其特征在于箱体框架由不锈钢横支架、不锈钢纵支架和不锈钢斜支撑组成；箱体框架的四周和底部通过钢化玻璃一体式密封。5.根据权利要求1所述的降雨与库水位耦合作用滑坡物理模拟试验装置，其特征在于所述的滤水管采用UPVC约翰逊管。6.根据权利要求1所述的降雨与库水位耦合作用滑坡物理模拟试验装置，其特征在于它的试验方法包含如下步骤：一、将待测的不同的滑床模型置于的模型箱单元隔间内，将配置好滑动带设于滑床之上，再将筛分过的滑体按照容重相似原则分层铺设在滑动带之上，同步在滑动带和滑体上埋设各传感器，最后在滑体后缘插上滤水管；二、连接监测单元，测试各传感器及摄像机监控及多通道数据是否正常运行，采集各模型传感器的第一数据；三、用雨布将模型箱单元先行遮盖，先采用人工降雨模拟单元对不同的土体模型降雨滤定，待降雨稳定到设计的雨强时揭开雨布，开始降雨计时和监测数据采集；四、根据滑坡实际工况打开或关闭控水阀门，打开进水管，通过液位计观测滑坡前缘水位变化情况；五、将试验全过程中的各滑坡模型的孔隙水压力、土体压力、位移和土壤水分、前缘水位变化进行对比，分析所述不同的滑坡模型降雨与库水位变化对边坡变形破坏的影响。2CN109283320A说明书1/5页降雨与库水位耦合作用滑坡物理模拟试验装置技术领域[0001]本发明涉及地质灾害模型试验领域，具体涉及一种降雨与库水位耦合作用滑坡物理模拟试验装置。背景技术[0002]2006年，虞修竞等发明了地质环境模拟实验装置，包括机架、储水箱、下游端与机架铰接的模拟箱，可用于模拟地质灾害的形成和对地质灾害控制以及模拟地下水运动规律。[0003]2008年，罗先启等发明雨水作用下的大型滑坡物理模型试验系统，主要包括模型平台起降控制系统、室内人工降雨控制系统、水库水位