[發明專利]滑坡模擬實驗裝置

無效

• 申請號: 201010175738.3
• 申請日: 2010-05-18
• 公開（公告）號: CN101839714A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 劉東燕;侯龍;鄭志明;李東升;羅云菊;臧亞君;王平;辜文杰;馮國建;趙新濤;董倩;朱正偉;趙寶云;薛凱喜;張訓詳
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01C11/36
• 分類號: G01C11/36;G01C1/00;G01C3/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 謝殿武

技術領域

本發明涉及一種模擬實驗裝置，尤其涉及一種滑坡模擬實驗裝置。

背景技術

我國是地質災害多發的國家，災害類型多、分布范圍廣，其中尤以邊坡垮塌造成的災害為巨。多年來，相關領域的教研以及工程實踐人員從不同方面對滑坡產生機理、治理措施的研究工作投入了大量的精力并取得了豐碩的成果。因利用邊坡模型來進行研究具有方便、操作性強、測定目標多樣化等優點，且所得數據易于整合后應用工程實踐之中，故該類研究方法受到了相關領域研究人員的普遍青睞。事實證明，通過建立與現場地質體成一定比例關系的模型來進行研究的方法是適用且必不可少的。但遺憾的是，模型畢竟有別于現場地質體，其試驗所得參數往往不能直接應用于工程實踐中去，這源于多種因素。如模型材料的選取，幾何形狀的構建等。其中，邊界效應是引起模型試驗結果失真的一個重要因素(模型邊界效應指的是模型所處實驗裝置對其試驗結果產生的偏離實際規律的影響)，因此，采用一定手段對模擬裝置的邊界效應進行系統仔細的研究十分必要。另外，由加拿大學者Y.P.Vaid等人的試驗結果表明，從不同高度處往實驗裝置中加料時，降落高度不同時材料的能量也會有所不同，故所形成的模型材料的孔隙率也相應不同。為保證邊坡模型材料的孔隙率大致相同，也即避免孔隙率變化較大而對相應試驗結果造成不利影響，加料的步驟和方式需要嚴格相同，以減少實驗過程中的干擾因素，提高實驗結果的可靠性。現有的滑坡模擬實驗裝置都是在“固定邊坡模型寬度、固定邊坡傾斜角度”的情況下進行的，實驗方式單一、靈活性不強，所得數據代表性有限，不利于不同工況條件下的滑坡模擬實驗的進行，尤其不利于不同寬度邊坡模型的建立，不能滿足邊界效應研究過程中滑坡模擬實驗的要求。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種可根據不同實驗需求對邊坡模型的寬度和邊坡傾斜角度進行調節，可以對邊坡角度進行實時測量，并且可以通過攝像裝置對滑坡過程進行完整記錄的滑坡模擬實驗裝置。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種滑坡模擬實驗裝置，包括敞口實驗箱、水平支架、實驗箱驅動裝置和自動測角儀，實驗箱的正面板(正面為實驗過程中朝向攝像機和照相機一側的面)由透明材料制成，背面板與正面板平行且以可沿垂直于正面板方向移動的方式設置于兩側面板之間，側面板上設置有背面板固定裝置，實驗箱位于水平支架上，實驗箱底面沿垂直于正面板的方向與水平支架單自由度鉸接，實驗箱下方設置有實驗箱驅動裝置，實驗箱驅動裝置的活動端作用于實驗箱的底部形成翻斗結構，實驗箱驅動裝置的活動端為球形，實驗箱上設置有自動測角儀，實驗箱的正前方架設有攝像機和連拍照相機。

進一步，還包括加料裝置，所述加料裝置包括扁平狀漏斗和設置于漏斗出料口上的控制閥，扁平狀漏斗兩端還設置有滾輪，實驗箱的兩側面板的上表面沿垂直于正面板的方向設置有導位槽，滾輪嵌入導位槽內與導位槽滑動配合，扁平狀漏斗出料口長度與實驗箱兩側面板之間的距離相同；

進一步，所述實驗箱驅動裝置為電動液壓泵或電動千斤頂；

進一步，實驗箱的側面板上沿垂直于正面板的方向設置有刻度；

進一步，所述水平支架上設置有加強肋。

本發明的有益效果：第一，實驗箱的正面板采用透明材料制成，方便對實驗箱內滑坡過程的觀察，也方便攝像機和照相機對滑坡過程的拍攝記錄；第二，實驗箱的背面板以可沿垂直于正面板方向移動的方式設置于兩側面板之間，因此在滑坡的不同的實驗階段可以根據不同的需求調節實驗箱的側向寬度，來制造幾何邊界不同的邊坡模型，能夠滿足邊界效應實驗中對不同寬度的邊坡模型的要求；第三，實驗箱的底面設置自動測角儀，可在實驗進行過程中實時測定坡角(坡角即是指實驗過程中箱體底面與水平面的夾角)的角度值；第四，采用攝像機和連拍相機對實驗過程進行全程記錄，可以精確的辨別和分析滑坡的發展特征，最大程度的消除人肉眼觀察帶來的誤差，并能反復的對實驗現象進行分析，提高實驗結果的精確度；第五，實驗箱上設置可沿垂直于正面板方向移動的加料裝置，保證了相同的加料高度，勻速移動加料裝置以保證勻速加料，以滿足邊坡模型各部位材料孔隙率大致相同的要求，減少實驗過程中的干擾因素。

本發明的其他優點、目標和特征將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明；

附圖1為本發明使用前的結構示意圖；

附圖2為本發明使用過程中的結構示意圖；

附圖3為本發明的加料裝置結構示意圖。