[實用新型]一種塊體堆積散體邊坡穩定性模擬試驗裝置

有效

• 申請號: 201721670727.6
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN207689152U
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 趙洪寶;王濤;魏子強;張歡;黃軼凡;李金松
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G01N15/00
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• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種塊體堆積散體邊坡穩定性模擬試驗裝置，包括邊坡模型、基底模型、框架裝置、振動裝置、供水裝置、監測裝置、底摩擦裝置，其中邊坡模型、基底模型放置在框架裝置形成的模型箱中，振動裝置與模型箱前擋板通過吸盤連接，供水裝置通過水箱支架與框架裝置連接，監測裝置包括預埋在邊坡模型中的PVC軟管，監測探頭和數據記錄儀，底摩擦裝置自成體系，嵌套在框架裝置中。本實用新型可開展考慮振動、降雨、粒徑、基底傾角、基底強度等多因素耦合作用下散體邊坡穩定性的試驗，設計裝置各部件易于制作可實時監測多因素影響下散體邊坡內部位移、水位值變化，試驗結果與數值模擬結果對比分析可實現對散體物料強度參數的反演。

技術領域

本發明涉及露天礦排土場邊坡穩定性研究技術領域，提出了一種塊體堆積散體邊坡穩定性模擬試驗裝置。

背景技術

排土場是露天礦產資源開采過程中形成的松散堆積地質體，有內、外排土場之分。受地形條件、經濟、環境等因素制約，排土場大都采用高段排土臺階，有向高陡化發展的趨勢。另外，散體邊坡顆粒間膠結作用差，受振動、雨水等影響易發生滑坡、泥石流等地質災害。近年來，散體邊坡發生滑坡甚至形成泥石流的地質災害現象多有報道。分析研究散體邊坡在振動、降雨等多因素耦合作用下的穩定性是預測和防治滑坡災害必不可少的環節。目前對于散體邊坡的穩定性大多采取數值模擬的方法對其進行穩定性驗算評價，由于散體邊坡巖土體力學參數受多種因素影響，難以得到準確值，數值模擬所得計算結果也只能作為一個參考。另外，已開展的底摩擦邊坡模擬試驗只能觀測模型外表面位移變化，難以預測模型內部變形，只能宏觀觀測，難以研究滑坡的致災機理。因此，研發一種能夠實時監測坡體內部位移且綜合考慮降雨、地下水、振動等多因素影響的散體邊坡穩定性試驗裝置，開展相似模擬試驗，探討多場耦合因素影響下散體邊坡失穩機理，為排土場優化擴容、滑坡防治提供理論基礎。

發明內容

本發明的目的在于基于相似理論，提供一種能夠考慮多因素耦合作用下散體邊坡穩定的試驗裝置，提供的裝置可實現對振動、降雨、地下水、粒徑等各因素單獨作用或耦合作用下不同排棄高度、不同角度的散體邊坡穩定性試驗和滑坡數據監測。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種塊體堆積散體邊坡穩定性模擬試驗裝置，包括邊坡模型、基底模型、框架裝置、振動裝置、供水裝置、監測裝置、底摩擦裝置；所述邊坡模型是單臺階或多臺階的散體物料，所述基底模型是由泥巖、炭質泥巖壓制而成。

所述框架裝置包括模型箱、支撐裝置、底座；所述模型箱由四塊擋板與承載板組成，所述擋板中前擋板高度最低，其余三塊擋板等高，兩側擋板邊緣打孔與承載板采取鋼絲綁扎，前后擋板邊緣打孔與兩側擋板鋼絲綁扎連接，前后擋板底部緊貼滾筒皮帶。所述支撐裝置包括組合式金屬桿、底座，所述組合式金屬桿由上部的金屬套桿、下部刻度桿、鎖緊螺釘組成。

所述振動裝置由振動機、吸盤組成，所述振動機通過吸盤與前擋板連接；所述供水裝置包括供水箱、導水管、水閥、集水箱、集水箱支架組成，所述導水管共兩根，一根向供水箱供水，一根向后擋板下部的基底供水；所述監測裝置由預埋PVC軟管、測斜儀、計數器、水位計組成。所述底摩擦裝置包括電動機、電機皮帶、主動輪、從動輪，滾筒皮帶，滾筒支架，所述滾筒支架由組合式金屬桿組成，高度可調。

本發明的有益效果：

1、本發明可開展散體邊坡的相似模擬試驗，同時可考慮振動、降雨、地下水、粒徑、基底傾角、基底強度等多因素耦合作用下散體邊坡的穩定性。

2、本發明可開展散體邊坡的相似模擬試驗，避免了數值模擬手段散體物料強度參數獲取困難的局限性，試驗結果與模擬結果對照可反演散體物料的強度參數。

3、本發明設計裝置各部件易于制作，結構簡單，可實時監測多因素影響下散體邊坡內部位移變化。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；