[實用新型]一種室內模擬降雨條件下露天礦邊坡變形試驗裝置

有效

• 申請號: 201821714747.3
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN208907896U
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 蘆涌峰;侯克鵬;孫偉;牛向東;蔣軍;程涌
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01D21/02
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 郭普堂

本實用新型公開了一種室內模擬降雨條件下露天礦邊坡變形試驗裝置，裝置包括邊坡相似模擬試驗模塊、降雨模擬模塊、監測模塊，所述邊坡相似模擬試驗模塊包括邊坡堆筑物、模型框架，邊坡堆筑物盛放在模型框架內，所述降雨模擬模塊包括降雨水槽、主水管、水箱，主水管將水箱與降雨水槽連接，所述降雨水槽設置在模型框架上部，所述監測模塊包括監測圖釘、用于觀測監測圖釘位移變化的經緯儀，監測圖釘設置在邊坡堆筑物上，所述降雨水槽設有盛水的凹槽，凹槽的底板開設若干降雨孔。模擬邊坡的構造，水從降雨孔流出時呈雨滴墜落狀，模擬降雨更真實可靠，能夠理想的模擬降雨條件下的邊坡變形，滿足分析邊坡變形過程、受力機理及影響邊坡穩定性因素。

技術領域

本實用新型屬于露天礦邊坡試驗領域，具體地說，涉及一種室內模擬降雨條件下露天礦邊坡變形試驗裝置。

背景技術

露天礦山邊坡穩定性是我國露天礦開采必須面對的一個重要課題，邊坡失穩給礦山人員、機械設備安全帶來了重大的威脅，是一種很重的地質災害。對邊坡內在破壞失穩機理及特征進行研究，從而提前做出應對措施，是礦山安全生產領域的重要研究方向及關鍵技術。現階段，通過露天礦邊坡室內相似模擬試驗分析邊坡失穩機理的研究比較少，這大大限制了對邊坡工程失穩機理的認識和探索。

露天礦邊坡穩定性受降雨入滲影響較大，降雨之所以是導致邊坡失穩的重要因素，主要是因為降雨雨水一方面由地表滲入巖體會進一步增加對邊坡穩定極為不利的孔隙水壓力，另一方面，巖體浸水后巖土體的物理力學性質發生變化，強度降低，即發生水化現象，導致巖土體容易失穩。露天礦的持續開采，形成了大量的高陡邊坡工程，大量滑坡事故發生于降雨期間或降雨之后，因此研究降雨入滲誘發露天礦邊坡土體滲流場和應力場的改變，以及由此導致的邊坡失穩破壞機理，均具有十分重要的意義。所以針對露天礦邊坡進行室內模擬降雨實驗分析是非常有必要的，可以為提高邊坡穩定性提供不可缺少的重要數據。

大量的現場和室內的邊坡降雨實驗是邊坡設計防護的一個重要環節，降雨實驗過程中需要使用到的一個關鍵設備便是模擬降雨裝置。目前，能夠模擬降雨入滲與露天礦邊坡穩定性耦合作用的試驗裝置極為稀少，無法滿足科研需要。很多裝置采用噴頭來模擬降雨，并不能恰當的模擬降雨形式，導致裝置對實際邊坡的穩定性指導意義不大。

有鑒于此特提出本實用新型。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題在于克服現有技術的不足，提供一種室內模擬降雨條件下露天礦邊坡變形試驗裝置，對降雨條件下邊坡失穩的動態演化過程進行跟蹤、分析及研究，為指導露天礦開采提供技術支持。

為解決上述技術問題，本實用新型采用技術方案的基本構思是：

一種室內模擬降雨條件下露天礦邊坡變形試驗裝置，包括邊坡相似模擬試驗模塊、降雨模擬模塊、監測模塊，所述邊坡相似模擬試驗模塊包括邊坡堆筑物、模型框架，邊坡堆筑物盛放在模型框架內，所述降雨模擬模塊包括降雨水槽、主水管、水箱，主水管將水箱與降雨水槽連接，所述降雨水槽設置在模型框架上部，所述監測模塊包括監測圖釘、用于觀測監測圖釘位移變化的經緯儀，監測圖釘設置在邊坡堆筑物上，所述降雨水槽設有盛水的凹槽，凹槽的底板開設若干降雨孔。

進一步地，所述邊坡相似模擬試驗模塊還包括用于排出降雨的坡面出水口、若干不同高度的降雨水槽升降固定孔、收集排出降雨的集水槽，所述坡面出水口設置在模型框架的底部，所述降雨水槽升降固定孔設置在模型框架的頂端部，降雨水槽通過降雨水槽升降固定孔安裝固定。

進一步地，所述模型框架呈長方體形狀，由槽鋼、螺栓搭接而成，槽鋼的高度h為5cm～ 40cm、腿寬b為3cm～11cm、腰厚度為4mm～15mm，所述槽鋼上設有用于安裝橫梁的模型支護孔，孔間距為10cm，直徑為1cm；所述坡面出水口的長度在10cm～18cm，高度在2cm～5cm。

進一步地，所述若干降雨水槽升降固定孔對稱設置在模型兩側槽鋼上，且設置多排，間距3cm～6cm，每排兩個孔，孔間距為5cm，孔直徑為8mm～15mm。