[實用新型]一種模擬復雜條件下巖土邊坡失穩(wěn)破壞的模型試驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921623663.3
• 申請日: 2019-09-27
• 公開（公告）號: CN211148634U
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 艾嘯韜;王光進;紀翠翠;孔祥云
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01C11/00;G01B21/02;G01L1/00;G01L11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開一種模擬復雜條件下巖土邊坡失穩(wěn)破壞的模型試驗裝置，屬于巖土工程及采礦工程技術(shù)領(lǐng)域，該模型試驗裝置，包括風雨模擬系統(tǒng)，地震模擬系統(tǒng)，相似模型試驗系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)；本裝置能夠高效地進行排土場、尾礦壩等巖土邊坡體的相似模型試驗，研究分析邊坡體分別在降雨、地震以及兩者耦合作用下邊坡體的穩(wěn)定性及其破壞模式。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種模擬復雜條件下巖土邊坡失穩(wěn)破壞的模型試驗裝置，屬于邊坡工程與礦山巖土工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

由于巖土體邊坡破壞機理多樣、破壞過程常伴隨多種因素動態(tài)變化，因此單純采用理論分析方法對破壞機理和破壞過程進行分析，往往得到的結(jié)論并不能準確全面反應其真實情況，此外工程巖土體邊坡的破壞性十分巨大，在現(xiàn)實中根本不可能重復實驗，因此模型實驗便成為研究巖土體邊坡破壞機理和破壞后影響程度與防控措施的有效途徑。通過模型對巖土體邊坡的破壞進行模擬可以選取單因素或多因素，通過對其參數(shù)進行修改，開展在改變單因素或多因素條件下的重復實驗，得到的結(jié)果可進行對比，且更加真實可靠。

室內(nèi)模型試驗作為一種重要的工程科學研究手段，得到廣泛應用，它能有效利用有限的人力、物力、時間來對邊坡等實際工程進行模擬研究，通過模型試驗，揭示和反映現(xiàn)象的本質(zhì)，總結(jié)結(jié)論規(guī)律理論解決實際問題。因此模型試驗能將實際過程中比較復雜的問題變得容易處理，能很好地發(fā)揮人的控制優(yōu)勢，從而便于試驗的對比研究，當今世界許多國家的科研工作者相繼采用模型試驗在水力學，熱力學，航空航天、礦業(yè)工程等領(lǐng)域取得相當多的成果，相似原理是模型試驗的理論基礎(chǔ)，模型試驗是為實際服務(wù)的，為了能準確反映實際原形態(tài)就必須滿足相似理論，符合相似準則。相似理論有三個相關(guān)理論組成，相似第一定理：模型試驗與實際工程兩個物理體系相似，相關(guān)變量方程式保持一個固定的比例(常數(shù))；相似第二定理(模擬定理)：模型試驗與實際工程無量綱的比例，模型試驗的長度量綱、應力量綱等都必須具有與模型與實際相比一樣的比例因數(shù)；相似第三定理也稱π定理，根據(jù)相似三定理可以總結(jié)出模型試驗一般需要滿足①幾何相似②運動相似③動力相似④初始條件以及邊界條件相似。

幾何相似是指模型與原型在尺寸長度上的幾何形狀相似，包括長度、面積、體積比尺，用下標M和N分別代表原型和模型，則：

長度比尺：

面積比尺：

體積比尺：

運動相似：指模型與原型所在流場的速度場相似，兩種流場對應速度V與加速度a數(shù)值相似，方向相同。

速度V比尺：

加速度a比尺：

動力相似：原型與模型堆積體相對應點上受到的同名力成比例

力的比尺：

重力相似準則(弗汝德準則)，當重力起作用的是動力準則即為弗汝德準則，

降雨和地震作為實際邊坡工程中引發(fā)地質(zhì)災害的主要誘因，在研究分析邊坡穩(wěn)定性時需全面考慮降雨與地震對邊坡的影響。目前能夠有效地模擬降雨入滲以及地震對露天巖土體邊坡穩(wěn)定性耦合作用的實驗裝置為數(shù)不多，并不能滿足如今的科研需求，有鑒于此提出本實用新型。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及不足，本實用新型提供一種模擬復雜條件下巖土邊坡失穩(wěn)破壞的模型試驗裝置，本裝置能夠用于進行室內(nèi)邊坡模型試驗，分別研究降雨、地震及兩者耦合作用下巖土體邊坡破壞的動態(tài)演化過程，為分析各類工程邊坡、自然邊坡的穩(wěn)定性提供技術(shù)支持，本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。

一種模擬復雜條件下巖土邊坡失穩(wěn)破壞的模型試驗裝置，包括風雨模擬系統(tǒng)、地震模擬系統(tǒng)、相似模型試驗系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)；

所述風雨模擬系統(tǒng)包括風機1、降雨板2、水管3、過濾器5、加壓泵6、閥門7、入水口8、降雨板支架9、隔水板39；