[發(fā)明專利]一種結(jié)構(gòu)面控制邊坡楔形塊體失穩(wěn)滑動(dòng)物理模型試驗(yàn)平臺(tái)及其使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810514918.6
• 申請(qǐng)日: 2018-05-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108956939B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙天龍;李玉橋;王俊杰;劉云飛;付長(zhǎng)靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N33/24
• 分類號(hào): G01N33/24
• 代理公司: 重慶縉云專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 50237
• 代理人: 王翔

發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)面控制邊坡楔形塊體失穩(wěn)滑動(dòng)物理模型試驗(yàn)平臺(tái)及其使用方法。該試驗(yàn)平臺(tái)包括翼板、傾斜臺(tái)、傾斜臺(tái)頂桿、底板和旋轉(zhuǎn)軸。所述底板和傾斜臺(tái)整體均為板狀結(jié)構(gòu)。所述底板的上表面布置有絲桿。工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)絲桿，進(jìn)而帶動(dòng)傾斜臺(tái)頂桿移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)傾斜臺(tái)傾角的作用。該試驗(yàn)平臺(tái)的使用方法，包括調(diào)整翼板轉(zhuǎn)角及結(jié)構(gòu)面板傾角、鋪設(shè)結(jié)構(gòu)面夾層相似材料、放置預(yù)制楔形試塊和試驗(yàn)等步驟。該試驗(yàn)平臺(tái)通過(guò)調(diào)節(jié)傾斜臺(tái)傾角、翼板轉(zhuǎn)角以及兩塊翼板的傾角，準(zhǔn)確模擬楔形塊體任意空間位置條件下的失穩(wěn)滑動(dòng)過(guò)程，適用工況廣泛。試驗(yàn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作難度較低，試驗(yàn)操作過(guò)程十分簡(jiǎn)便，適合于推廣使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種失穩(wěn)滑動(dòng)物理模型試驗(yàn)平臺(tái)。

背景技術(shù)

巖質(zhì)高邊坡穩(wěn)定問(wèn)題涉及水利、交通等一系列重大工程的建設(shè)與安全，備受建設(shè)有關(guān)單位和研究人員的關(guān)注，是我國(guó)工程地質(zhì)、巖土工程和公路工程以及其他相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)課題之一。邊坡工程中常見(jiàn)的巖體破壞，往往表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)面切割而成的結(jié)構(gòu)體的失穩(wěn)破壞。在巖體穩(wěn)定性分析中，對(duì)結(jié)構(gòu)面組合特征進(jìn)行研究，分析邊坡潛在可動(dòng)塊體的形態(tài)、規(guī)模和變形特征，是邊坡巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

楔形塊體破壞是巖質(zhì)邊坡失穩(wěn)的一種典型形式，由于其在工程中的重要性而一直受到許多專家和學(xué)者的重視。邊坡工程中，楔形塊體的失穩(wěn)滑動(dòng)過(guò)程，一般受兩組結(jié)構(gòu)面的控制作用，作用過(guò)程與其分布形式、組合特征關(guān)系密切。因此，兩組主控結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀及其夾層材料的力學(xué)性狀對(duì)于上部楔形塊體的穩(wěn)定性狀態(tài)或失穩(wěn)滑動(dòng)過(guò)程影響較大。目前，楔形塊體失穩(wěn)機(jī)理研究手段主要包括現(xiàn)場(chǎng)巖體力學(xué)試驗(yàn)、數(shù)值仿真模擬以及室內(nèi)物理模型試驗(yàn)。其中室內(nèi)物理模型試驗(yàn)是可靠度較高、操作也較為方便的一種研究技術(shù)手段。針對(duì)結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及夾層材料力學(xué)特征開(kāi)展楔形塊體失穩(wěn)變形過(guò)程物理模型試驗(yàn)，則對(duì)試驗(yàn)所用儀器裝置提出了較高的要求。要準(zhǔn)確模擬不同的結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀條件，不僅需要試驗(yàn)裝置能夠?qū)吰缕旅嬉约皟蓚€(gè)主控結(jié)構(gòu)面的傾向和傾角進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)，而且要能夠合理模擬三者之間任意產(chǎn)狀的不同的組合形式。目前針對(duì)楔形塊體失穩(wěn)變形過(guò)程物理模型試驗(yàn)所使用的試驗(yàn)裝置，或不能對(duì)所模擬地層產(chǎn)狀進(jìn)行準(zhǔn)確設(shè)置、或試樣制作困難、或試驗(yàn)過(guò)程繁瑣，難以很好的滿足模型試驗(yàn)要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)面控制邊坡楔形塊體失穩(wěn)滑動(dòng)物理模型試驗(yàn)平臺(tái)及其使用方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種結(jié)構(gòu)面控制邊坡楔形塊體失穩(wěn)滑動(dòng)物理模型試驗(yàn)平臺(tái)，包括翼板、傾斜臺(tái)、傾斜臺(tái)頂桿、底板和旋轉(zhuǎn)軸。

所述底板和傾斜臺(tái)整體均為板狀結(jié)構(gòu)。所述底板的上表面具有兩個(gè)傾斜臺(tái)安裝塊。所述旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于兩個(gè)傾斜臺(tái)安裝塊之間。所述傾斜臺(tái)的一側(cè)端面與旋轉(zhuǎn)軸連接。所述傾斜臺(tái)的板面上設(shè)置有轉(zhuǎn)向軌。所述轉(zhuǎn)向軌為設(shè)置在底板的板面上的弧形槽孔。所述弧形槽孔貫穿傾斜臺(tái)的上下板面。

所述底板的上表面布置有絲桿。所述絲桿包括絲桿螺桿和絲桿螺母。所述絲桿螺桿的一端設(shè)置有搖手。所述傾斜臺(tái)頂桿一端與傾斜臺(tái)下表面鉸接，另一端與絲桿螺母鉸接。工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)搖手旋轉(zhuǎn)，絲桿螺母沿絲桿螺桿移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)傾斜臺(tái)頂桿移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)傾斜臺(tái)傾角的作用。

所述翼板包括兩塊可各自圍繞翼板開(kāi)合軸轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)面板。所述翼板開(kāi)合軸一端設(shè)置有翼板旋轉(zhuǎn)軸，另一端設(shè)置有固定銷桿。所述翼板與傾斜臺(tái)通過(guò)翼板旋轉(zhuǎn)軸連接。所述固定銷桿穿過(guò)轉(zhuǎn)向軌后旋入螺母。工作時(shí)，所述翼板可繞翼板旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，固定銷桿可在轉(zhuǎn)向軌中移動(dòng)。旋至試驗(yàn)所需翼板轉(zhuǎn)角后，通過(guò)擰緊固定銷桿螺母進(jìn)行固定。

所述兩塊結(jié)構(gòu)面板的下表面均設(shè)置有可調(diào)節(jié)拉桿和翼板頂桿。所述翼板頂桿一端與結(jié)構(gòu)面板下表面鉸接。所述可調(diào)節(jié)拉桿一端與結(jié)構(gòu)面板下表面鉸接，另一端與翼板頂桿的桿體鉸接。工作時(shí)，兩塊結(jié)構(gòu)面板繞翼板開(kāi)合軸旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)拉桿和翼板頂桿，翼板頂桿遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)面板的一端與傾斜臺(tái)上表面接觸，使結(jié)構(gòu)面板固定在工作位置。

進(jìn)一步，所述底板的下表面設(shè)置有若干個(gè)可調(diào)節(jié)地腳。