[發明專利]一種用于模擬崩塌滾石撞擊墻體的試驗系統及試驗方法

有效

• 申請號: 202010033079.3
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111189602B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 范宣梅;周禮;鮮霄
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: G01M7/08
• 分類號: G01M7/08
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 王霞

本發明涉及崩塌地質災害研究技術領域，具體涉及一種用于模擬崩塌滾石撞擊墻體的試驗系統及試驗方法。系統包括主支架、副支架、滾石、滾動平臺和受荷墻體，滾動平臺包括斜架和可折疊木板，斜架一端搭接在主支架上，另一垂直抵在受荷墻體上，斜架與主支架的搭接高度可調，斜架的底部通過若干副支架進行支撐，在斜架上拼接鋪設有若干的可折疊木板，在可折疊木板上鋪設有用于限制滾石滾動方向的滾動軌道，所述滾動軌道從斜架的頂端沿斜架延伸到受荷墻體，在受荷墻體上設有沖擊力傳感器，在受荷墻體周圍和主支架上均設置有影像記錄儀。本發明可以進行模擬斜坡的坡角、坡高和坡型調整，且系統安裝與拆卸方便、快捷，模擬工況典型、全面。

技術領域

本發明涉及崩塌地質災害研究技術領域，具體涉及一種用于模擬崩塌滾石撞擊墻體的試驗系統及試驗方法。

背景技術

崩塌是指陡峻山坡上的巖土體在重力作用下，發生突然的傾落運動，是山區常見的地質災害之一，它發生頻率高，突發性強，隨機性大，滾石運動形式多樣，軌跡復雜，防治難度大，經常給影響區內的建筑物帶來極大的破壞，危及山區內人民的生命財產安全，是山區重點防范的地質災害類型，而模擬研究崩塌滾石的撞擊情況則可為地質災害風險評價與防治提供可靠理論依據。

目前，崩塌滾石研究方法主要包括理論分析、數值模擬、現場試驗和模型試驗。而其中物理模型試驗能較好地模擬崩塌滾石對墻體的破壞情況，能直觀地觀察研究墻體從出現裂縫到完全破壞的全過程，同時物理模型試驗中的參數取值和試驗結果也能為后續的理論分析與數值模擬提供數據基礎，因此采用物理模型試驗研究崩塌滾石撞擊墻體，具有無可比擬的優勢。但是現有的崩塌滾石模擬實驗裝置功能單一，坡角不可變化、坡型單一不可變、坡高只可有限調整，而且試驗裝置笨重，不易安裝及拆卸，操作性較差。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提供了一種用于模擬崩塌滾石撞擊墻體的試驗系統及試驗方法，其應用時，可以進行模擬斜坡的坡角、坡高和坡型調整，且系統安裝與拆卸方便、快捷，模擬工況更典型、全面。

本發明所采用的技術方案為：

一種用于模擬崩塌滾石撞擊墻體的試驗系統，包括主支架、副支架、滾石、滾動平臺和受荷墻體，所述滾動平臺包括斜架和可折疊木板，所述斜架一端搭接在主支架上，另一垂直抵在受荷墻體上，使得斜架從搭接主支架的一端到抵接受荷墻體的一端形成從高到低的斜坡，斜架與主支架的搭接高度可調，斜架的底部通過若干副支架進行支撐，在斜架上拼接鋪設有若干的可折疊木板，在可折疊木板上鋪設有用于限制滾石滾動方向的滾動軌道，所述滾動軌道從斜架的頂端沿斜架延伸到受荷墻體，在受荷墻體上設有沖擊力傳感器，在受荷墻體周圍和主支架上均設置有影像記錄儀。

作為上述技術方案的優選，所述斜架包括兩條平行的鋼軌，在兩條平行鋼軌之間架設有若干鋼軌橫梁，鋼軌橫梁與鋼軌相互垂直。

作為上述技術方案的優選，所述鋼軌由若干分段拼接組成，每個分段的兩端分別設有固定螺栓孔和可伸縮連接件，可伸縮連接件上設有對接螺栓孔，相鄰分段之間通過固定螺栓孔和對接螺栓孔對位后插入螺栓進行連接，與主支架搭接的分段設有鋼軌掛鉤，并通過鋼軌掛鉤掛在主支架上。

作為上述技術方案的優選，所述可折疊木板包括前板和后板，且前板和后板之間通過合頁連接器連接，在前板和后板的底部均設有木板掛鉤，前板和后板通過木板掛鉤掛設在鋼軌橫梁上。

作為上述技術方案的優選，所述滾動軌道的兩側設有欄桿。

作為上述技術方案的優選，所述主支架上設有用于將滾石提升至滾動平臺上的滑輪裝置。

作為上述技術方案的優選，所述影像記錄儀包括照相機和高速攝像機，且在受荷墻體周圍還設有測速儀，在靠近受荷墻體的滾動軌道上標有刻度標記。

作為上述技術方案的優選，所述受荷墻體外部設有墻體約束框，在受荷墻體的背面設有與墻體約束框對接的墻體支撐架，在地面上設有墻體固定裝置，墻體支撐架固定在墻體固定裝置對受荷墻體進行支撐。