[發(fā)明專利]一種土質(zhì)邊坡坡面模型、制作方法、沖刷試驗(yàn)裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010633460.3
• 申請(qǐng)日: 2020-07-02
• 公開（公告）號(hào): CN111707533A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 晏長根;安寧;周維鼎;楊萬里;魯志方;孫巍鋒;胡甲敏;張蛟;魏研博;李富春;歐運(yùn)起;劉才銘;唐寅森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長安大學(xué);甘肅路橋公路投資有限公司
• 主分類號(hào): G01N3/02
• 分類號(hào): G01N3/02;G01N3/56;G01N1/28
• 代理公司: 西安恒泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 王孝明

本發(fā)明提供了一種用于土質(zhì)邊坡坡面模型制作及沖刷試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)箱體，還包括安裝在試驗(yàn)箱體內(nèi)的模型箱和加載裝置，所述的試驗(yàn)箱體中還安裝有降雨裝置；所述的模型箱的一側(cè)與試驗(yàn)箱體鉸接，所述的模型箱與試驗(yàn)箱體鉸接的另一端還安裝有反力板，所述的反力板與試驗(yàn)箱體之間還連接有模型箱變角裝置。本發(fā)明通過壓力加載裝置和模型箱制作邊坡坡面模型，可精準(zhǔn)的保證坡面模型的壓實(shí)度，避免了大土方量的使用，縮短了試驗(yàn)周期，節(jié)約了試驗(yàn)的資金和人力消耗；通過模型箱變角裝置可調(diào)整模型箱的傾斜角度，可滿足不同傾角坡面的試驗(yàn)要求。通過降雨流量控制裝置可以調(diào)整降雨強(qiáng)度、降雨歷時(shí)和降雨類型，可以實(shí)現(xiàn)不同降雨參數(shù)的邊坡降雨沖刷試驗(yàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土工模型實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種土質(zhì)邊坡坡面模型、制作方法、沖刷試驗(yàn)裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和基礎(chǔ)建設(shè)的大力推進(jìn)，在公路鐵路、治溝造地、平山造城等重大工程建設(shè)中存在著大量的土質(zhì)邊坡。裸露的邊坡坡面在短時(shí)強(qiáng)降雨、持續(xù)性降雨等因素的干擾下極易產(chǎn)生坡面土體失穩(wěn)，會(huì)產(chǎn)生沖蝕、剝落、沖溝等邊坡淺層病害，甚至?xí)M(jìn)一步引起邊坡的整體失穩(wěn)。

國內(nèi)外有大量學(xué)者對(duì)邊坡坡面沖刷破壞特征進(jìn)行了研究，并相繼開發(fā)研制了許多抗沖刷性能良好的坡面防護(hù)材料。而驗(yàn)證邊坡坡面防護(hù)材料抗沖刷性能以及研究坡面沖刷破壞特征最為直觀的方法是開展沖刷試驗(yàn)，其中沖刷試驗(yàn)可分為現(xiàn)場沖刷試驗(yàn)和室內(nèi)降雨沖刷模型試驗(yàn)。現(xiàn)場試驗(yàn)由于規(guī)模較大，導(dǎo)致試驗(yàn)耗資多且試驗(yàn)周期長。而室內(nèi)降雨沖刷模型試驗(yàn)的模型尺寸較小，試驗(yàn)周期短且耗資少，受到了廣泛的應(yīng)用。

邊坡坡面降雨沖刷模型試驗(yàn)主要包括兩個(gè)步驟：①模型制作；②降雨沖刷。邊坡模型的制作是開展降雨沖刷模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)，目前較為常用的邊坡模型制作方法是首先將土體分層夯實(shí)后，再根據(jù)試驗(yàn)要求的坡度進(jìn)行人工削坡，但是這種方法存在以下問題：(1)土體在分層夯實(shí)過程中難以達(dá)到試驗(yàn)要求密實(shí)度，且若模型尺寸較大時(shí)，模型各部分密實(shí)度的一致性難以保證。(2)模型制作時(shí)用土量較大，制作過程比較繁瑣，要開展不同坡率、不同護(hù)坡材料等多組邊坡沖刷試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)周期較長。降雨沖刷時(shí)，現(xiàn)有降雨設(shè)備的降雨強(qiáng)度大多為一固定值，不具備實(shí)時(shí)調(diào)控降雨強(qiáng)度的功能。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)不足與缺陷，本發(fā)明的目的在于，提供一種土質(zhì)邊坡坡面模型、制作方法、沖刷試驗(yàn)裝置及方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中的裝置土層壓實(shí)不均勻、邊坡沖刷試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)周期較長的技術(shù)問題。

為了達(dá)到上述目的，本申請(qǐng)采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種用于土質(zhì)邊坡坡面模型制作及沖刷試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)箱體，還包括安裝在試驗(yàn)箱體內(nèi)的模型箱和加載裝置，所述的試驗(yàn)箱體中還安裝有降雨裝置；

所述的模型箱的一側(cè)與試驗(yàn)箱體鉸接，所述的模型箱與試驗(yàn)箱體鉸接的另一端還安裝有反力板，所述的反力板與試驗(yàn)箱體之間還連接有模型箱變角裝置，所述的模型箱變角裝置用于舉升模型箱安裝有反力板的一側(cè)。

本發(fā)明還具有如下技術(shù)特征：

所述的試驗(yàn)箱體包括底板、頂板和支撐在底板和頂板之間的支撐柱；

所述的模型箱的一側(cè)與底板鉸接，所述的加載裝置安裝在頂板上，所述的降雨裝置安裝在支撐柱上；

所述的模型箱為一個(gè)頂部開口、底部封閉的長方體形狀，所述的模型箱側(cè)壁上開設(shè)有擋土板卡槽，所述的擋土板卡槽中安裝有擋土板；

所述的模型箱變角裝置包括頂升油缸和安裝在頂升油缸下部的頂升油缸底座；

所述的頂升油缸底座和連接在底板上的第一鉸耳通過第一銷軸鉸接，頂升油缸頂端和連接在反力板上的第二鉸耳通過第二銷軸鉸接；

所述的模型箱與底板鉸接的一側(cè)還開設(shè)有流水口，所述的流水口與導(dǎo)流槽連接，導(dǎo)流槽安裝在底板上；

所述的模型箱開有流水口的一側(cè)的內(nèi)側(cè)還對(duì)稱布置有導(dǎo)流板。