[發明專利]一種探索降雨誘發危巖體崩落機制的物理實驗裝置

在審

• 申請號: 202010713999.X
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111862760A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 黃發明;劉梓軒;張曉晴;王夢溪;嚴茹
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: G09B23/40
• 分類號: G09B23/40;G01N33/24
• 代理公司: 南昌青遠專利代理事務所(普通合伙) 36123
• 代理人: 涂志剛

本發明涉及地質災害物理實驗裝置，尤其涉及一種探索降雨誘發危巖體崩落機制的物理實驗裝置，包括待實驗有裂隙危巖體、危巖體變形數據同步采集模塊、液壓坡度調節器、旋轉式可調節降雨模擬系統、危巖體局部數據處理模塊、小型雙列直插式信號接收發射器、本地數據接收中心、全自動高速攝像頭、巖土碎屑及降水接收槽，危巖體變形數據同步采集模塊環繞排布在危巖體裂隙周邊；坡度調節所用氣彈簧液壓支撐桿能主動調節危巖體所在局部坡面；所述旋轉式可調節降雨模擬系統多角度均勻噴水模擬天然降雨對危巖體崩落機制的影響。通過模擬天然降雨來觀測降雨誘發危巖體崩落的機制，對危巖體裂隙的相關數據進行采集記錄并進行統計學分析相關機制。

技術領域

本發明涉及地質災害物理實驗裝置，尤其涉及一種探索降雨誘發危巖體崩落機制的物理實驗裝置。

背景技術

危巖體是指一些巖體雖然還沒有發生崩塌,但具備發生崩塌的主要條件,而且已出現崩塌前兆現象,因此預示不久可能發生崩塌的巖土。危巖體是潛在的崩塌體。我國是一個山體地貌形態復雜的國家，危巖體崩落是山區常見的一種地質災害；危巖體崩落具有突發性極強、破壞力大等特點，嚴重威脅著交通要道、山區居民正常生產生活；在我國，每年由于危巖體崩落而造成大量人員傷亡及重大經濟損失。

水是引起危巖體崩落最活躍的因素之一，絕大多數的危巖體崩落都發生在雨季或暴雨之后。降雨的沖刷作用及滲入作用，增加了危巖體的重力，加大了靜水壓力，沖刷、溶解和軟化了裂隙填充物形成的軟弱結構面，都會引起危巖體崩落的產生。由于危巖體的崩落具有突發性強的特點，無法用人工觀測的方法對降雨誘發危巖體崩落的機制進行觀測。

有鑒于此,探索降雨誘發危巖體崩落機制的物理實驗裝置的設計、研發、運營對探索降雨對危巖體崩落的影響機制至關重要。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種探索降雨誘發危巖體崩落機制的物理實驗裝置,通過模擬天然降雨來觀測降雨誘發危巖體崩落的機制，對危巖體裂隙的相關數據進行采集記錄，并進行統計學分析從而總結相關機制;同時通過全自動高速攝像頭對模擬過程進行實時記錄以供分析。

為了實現本發明的目的,本發明采用的技術方案為：包括待實驗有裂隙危巖體、危巖體變形數據同步采集模塊、液壓坡度調節器、旋轉式可調節降雨模擬系統、小型雙列直插式信號接收發射器、危巖體局部數據處理模塊、本地數據接收中心、全自動高速攝像頭、巖土碎屑及降水接收槽，

所述待實驗有裂隙危巖體布置在平臺上，所述平臺呈頂部和前端開口的中空方形結構，所述平臺的開口處與斜坡的頂部鉸接，所述斜坡的底部放置于所述巖土碎屑及降水接收槽的內腔中，所述巖土碎屑及降水接收槽呈中空頂部開口結構；所述危巖體變形數據同步采集模塊由多個電阻式應變片傳感器和裂隙位移傳感器組成，多個所述電阻式應變片傳感器、裂隙位移傳感器環繞排布在所述待實驗有裂隙危巖體裂隙周邊；

所述液壓坡度調節器設置于所述平臺的下方，其頂部與所述平臺的底部相連，其底部固定于地面上用于對所述物理實驗裝置平臺坡度進行微調；

所述旋轉式可調節降雨模擬系統設置于所述待實驗有裂隙危巖體上方用于多角度均勻噴水模擬天然降雨對危巖體崩落機制的影響；

所述小型雙列直插式信號接收發射器設置于所述平臺的后側用于信號發射與接收使所述多個電阻式應變片傳感器、裂隙位移傳感器之間形成聯動效應；

所述危巖體局部數據處理模塊包括無線傳輸單元和信號調制解調器用于接收所述危巖體變形數據同步采集模塊所采集的信息，并將采集到的裂隙變形傳感數據及圖像信號進行消噪、放大、信號標準化處理；所述危巖體局部數據處理模塊將危巖體變形數據信息傳輸到本地數據接收中心，所述本地數據接收中心對接收信息進行統計學處理；

所述全自動高速攝像頭設置于所述巖土碎屑及降水接收槽的上方對模擬實驗進行實時觀測記錄，并無線傳輸至本地數據接收中心觀看并儲存。