[發明專利]用于巖土工程邊坡危巖體爆破滾動模擬裝置及使用方法

有效

• 申請號: 201310103266.4
• 申請日: 2013-03-27
• 公開（公告）號: CN103226912A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 李術才;石少帥;胡聰;李利平;王慶瀚;張騫;周宗青;王凱
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G09B23/40
• 分類號: G09B23/40
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

技術領域

本發明涉及一種模擬裝置，尤其是一種用于巖土工程邊坡危巖體爆破滾動模擬裝置。

背景技術

目前，隨著我國巖土工程的蓬勃發展，很多工程面臨危巖體崩塌的威脅。危巖體是潛在的崩塌體。其存在環境一般為：高差大,或者坡體是孤立，坡體內裂隙發育,巖體結構不完整等。危巖體的崩塌隨時可能發生。如西陵峽鏈子崖危巖體,巫山望峽危巖體等，坡面較陡，俯瞰長江，時刻威脅長江航運安全,一旦崩落將造成巨大破壞。

針對危巖體的處置辦法，最主要的方法即為爆破解除，而爆破后塌落巖塊的運動范圍，分布規律以及對坡體的影響便成了重點研究的問題，主要以模型試驗的方式實現。

目前國內外的爆破滾動模型試驗研究較少，主要集中在推動巖塊滾輪研究分布規律上，而對不同初速度，不同運動角度下巖塊的塌落運動規律的研究卻極為少見，與真實狀態下的巖塊滾動差距較大，研究結果精度也有待提高，也沒有較成型的實驗裝置，測量精度低，操作十分不便，而且效率低下，成本較高，隨著我國巖土工程事業的發展，以往的模型試驗裝置亟待改進。

發明內容

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種用于巖土工程邊坡危巖體爆破滾動模擬裝置，其結構簡單，操作方便，實驗精度高，效率高。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種用于巖土工程邊坡危巖體爆破滾動模擬裝置，包括底板，所述底板上設有鋼框架，鋼框架周邊設有至少一個側面帶網格的透明板，透明板外部的底板上設有若干能夠移位的攝像裝置，鋼框架中填充有模擬邊坡土體，模擬邊坡土體上部設置有速度模擬裝置，速度模擬裝置包括動力傳送裝置，動力傳送裝置上設置有模擬的塌落堆積巖塊。

所述透明板為鋼化玻璃。

所述速度模擬裝置設置于模擬邊坡土體的最高處。

所述模擬邊坡土體的邊坡呈階梯狀布置。

所述動力傳送裝置包括底座，所述底座的四個夾角上分別設置一個伸縮轉桿，四個伸縮轉桿分為兩組平行布置，每一組伸縮轉桿之間均通過一根轉軸連桿連接，所述兩根轉軸連桿之間連接有若干平行設置的傳動轉軸，其中一根傳動轉軸的一端通過聯軸器與電機動力輸出軸相連；所述若干傳動轉軸的外部套有一傳送帶，傳送帶上設置有模擬的塌落堆積巖塊。

所述攝像裝置包括固定于底板一邊角上的立柱，立柱上套設有若干能夠轉動的橫桿，橫桿末端上活動安裝有若干數字攝像機。

用于巖土工程邊坡危巖體爆破滾動模擬裝置的使用方法，步驟如下：

（1）將玻璃板安置在鋼框架四面，量測布設好網格；

（2）根據實驗要求在在鋼框架內填充好模擬邊坡土體，將初速度模擬裝置放置于模擬邊坡土體的坡頂，調節橫桿將數字攝像機安置在要觀測的位置上；

（3）根據實驗要求調整伸縮轉桿，調整初始運動角度，之后將模擬的塌落堆積巖塊壘好放置于傳送帶上；

（4）啟動電源，控制好傳動轉軸的滾動速度，使模擬的塌落堆積巖塊沿固定方向和初速度滾落；

（5）數字攝像機記錄下滾落全過程，并觀測模擬邊坡土體的坡體面占用網格的面積變化；

（6）更改初速度和初始角度，重新進行上述實驗。

本發明中，爆破滾動初速度模擬裝置，通過控制傳送帶的速度實現對巖塊滾動初速度的調節；其下安置可伸縮轉動桿，通過調節轉動桿的長度實現巖塊初始運動角度的調節；鋼框架四面安裝可視化玻璃，玻璃面上畫有網格，可清晰觀測巖塊滾動堆積分布以及對邊坡造成的影響；在土體的上方和側面安置數字攝像頭，可以精確記錄下實驗過程中巖塊及土體的細微變化，并完成對堆積范圍等指標的精確量測。

初速度的模擬以滾輪牽引傳送帶滾動實現，通過控制速度變化也可以進行爆破加速度的簡單模擬。

速度模擬裝置下安置可伸縮轉桿，通過轉桿長度的調節改變巖塊的初始運動角度，研究不同初始角度下巖塊塌落分部規律。

玻璃板的安置使實驗全過程直觀可見，網格的布設使巖塊及土體的運動規律直觀化，并可分析巖塊滾輪分布形態及對坡體的擾動影響大小。

坡體上方和側面安置的數字攝像頭，可以精確記錄下實驗過程中巖塊及土體的細微變化，并完成對堆積范圍等指標的精確量測，準確性大大提高。所述裝置上方采用重物壓力的形式加載，傳壓軸使壓力保持豎直，避免偏壓。

本發明的有益效果是，

1本發明解決了以前實驗中的諸多不便，通過轉軸牽引傳送帶滾動實現初速度的控制，方便高效；

2通過調節轉桿的長度可以實現初始運動角度的調節，更加逼近真實狀態；