[發(fā)明專利]實時量測牽引滑坡坡體應(yīng)力應(yīng)變的模型試驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710350206.0
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107102118B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜彤;雷家華;劉遠征;王忠福;張俊然;吳琦;薛雷
• 申請（專利權(quán)）人: 華北水利水電大學(xué)
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 鄭州浩德知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41130
• 代理人: 邊鵬

一種實時量測牽引滑坡坡體應(yīng)力應(yīng)變的模型試驗裝置，包括頂部和前端開口的透明模型箱體，箱體前端底部活動連接臺架，臺架上設(shè)力加載裝置，模擬滑面通過傳動桿與力加載裝置連接，所述模擬滑面與傳動桿位于同一平面；在傳動桿上設(shè)力傳感器，力傳感器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接。在實現(xiàn)力加載裝置牽引預(yù)定滑面使滑坡發(fā)生滑動的情況下，對滑坡的啟動、擴展和失穩(wěn)演化過程進行控制，能對牽引式滑坡坡體位移以及應(yīng)力應(yīng)變進行實時、精確的測量，本發(fā)明裝置儀器構(gòu)造簡單，可調(diào)性強，操作方便，易于掌握。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種巖土工程滑坡模型試驗裝置，尤其涉及一種實時量測牽引滑坡坡體應(yīng)力應(yīng)變的模型試驗裝置，應(yīng)用于巖土工程的滑坡模型試驗。

背景技術(shù)

我國是滑坡地質(zhì)災(zāi)害極為頻繁的國家，滑坡災(zāi)害給人民的生命財產(chǎn)造成巨大損失，給工程建設(shè)帶來嚴(yán)重影響。想要深入認(rèn)識滑坡性質(zhì)及其演化規(guī)律，有效合理的預(yù)防滑坡和治理滑坡，就必須對滑坡的發(fā)展特征、演化機理等進行深入的實際觀察和必要的試驗分析研究。滑坡災(zāi)害孕育是一個坡體蠕動變化的漸進連續(xù)過程，影響蠕變過程長短及其顯著程度的因素眾多，滑坡系統(tǒng)表現(xiàn)出極其復(fù)雜而難以預(yù)測的演化特征。在滑坡發(fā)生前，它往往是呈一種無序狀態(tài)的，其環(huán)境地質(zhì)因素以及外部誘發(fā)因素對滑坡系統(tǒng)的作用使得滑坡的整個演化過程表現(xiàn)出明顯的不確定性。

國內(nèi)外比較成熟的滑坡模型實驗技術(shù)主要有滑坡底摩擦式、推移式和離心式，滑坡底摩擦式滑坡試驗利用基底摩擦力代替重力模擬滑坡發(fā)生的變化和破壞過程，缺點是不能定量研究滑坡的應(yīng)力應(yīng)變及位移特性；推移式滑坡模型試驗采用在坡體后側(cè)施加推力的方式使坡體發(fā)生滑動，缺點是不能模擬牽引式滑坡尤其是多段牽引式滑坡的演化規(guī)律；離心式滑坡模型利用離心試驗機模擬滑坡演化的相關(guān)特性，缺點是不能控制滑坡的演化過程。

滑坡尤其是牽引式滑坡的啟動、發(fā)展和破壞演化過程的識別和應(yīng)用一直是地質(zhì)巖土工程界的重點。目前有關(guān)牽引式滑坡的成因機制、穩(wěn)定評價及工程案例分析的文獻較少，鮮有牽引式滑坡物理模型試驗方面的研究，對多段牽引式滑坡的位移應(yīng)力的研究尚未見報道。因此，進行牽引式滑坡坡體位移變形以及應(yīng)力應(yīng)變變化規(guī)律的研究尤其是多段牽引式滑坡對巖土工程具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種可實時量測牽引式滑坡坡體位移應(yīng)力的模型試驗裝置。在實現(xiàn)力加載裝置牽引預(yù)定滑面使滑坡發(fā)生滑動的情況下，對滑坡的啟動、擴展和失穩(wěn)演化過程進行控制，能對牽引式滑坡坡體位移以及應(yīng)力應(yīng)變進行實時、精確的測量，本發(fā)明裝置儀器構(gòu)造簡單，可調(diào)性強，操作方便，易于掌握。

為達到上述發(fā)明創(chuàng)造目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種實時量測牽引滑坡坡體應(yīng)力應(yīng)變的模型試驗裝置，包括頂部和前端開口的透明模型箱體，箱體前端底部活動連接臺架，臺架上設(shè)力加載裝置，模擬滑面通過傳動桿與力加載裝置連接，所述模擬滑面與傳動桿位于同一平面；在傳動桿上設(shè)力傳感器，力傳感器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接。

如權(quán)利要求1所述的模型試驗裝置，所述模型箱體由底板與底板上的有機玻璃板組成，有機玻璃板外側(cè)設(shè)鋼架。

所述箱體前端底部通過轉(zhuǎn)軸連接臺架，轉(zhuǎn)軸兩側(cè)設(shè)齒輪。

所述齒輪上設(shè)有角度。

所述力加載裝置為電機。

所述模擬滑面為多段式滑面，每兩段模擬滑面之間通過牽引鏈連接，位于前端的模擬滑面與夾具連接，夾具另一端與傳動桿連接。

所述模擬滑面為鐵絲網(wǎng)面。

所述鐵絲網(wǎng)面為兩段或大于兩段時，每兩段鐵絲網(wǎng)面通過牽引鏈連接。

所述試驗裝置還包括測量系統(tǒng)，測量系統(tǒng)包括光源、相機、三維激光掃描儀以及自動監(jiān)測系統(tǒng)，光源、相機位于模型箱體對面。

如上所述的模型試驗裝置的試驗方法，包括以下步驟：