[發明專利]一種巖質邊坡崩塌物理實驗模型及方法

有效

• 申請號: 202011248758.9
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112396936B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 陶志剛;羅森林;鄧飛;張同星
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G09B23/40
• 分類號: G09B23/40;G01L5/16;G01B11/16
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成;劉素霞

本發明提供一種巖質邊坡崩塌物理實驗模型及方法，在基礎巖質邊坡崩塌物理模型實驗的基礎上，通過相似理論進行相似比計算，制作錨桿模型以及錨網組件，巖質邊坡主體主要用單元板進行堆砌制作。通過單元板形成巖質邊坡的節理化現象；配套制作了高精度的應力監測單元進行錨桿模型軸力值監測，該應力監測單元能實時監測錨桿軸力變化，監測原理和工程應用上的NPR錨桿軸力監測設備相似，其監測數據能為工程實踐提供一定的參考；為更全面獲取巖質邊坡在崩塌災害發生時，各部分巖體的位移變化，在巖質邊坡模擬模塊正側面采用形變監測單元進行監測，通過散斑技術得出實驗表面的應變位移數據。

技術領域

本發明屬于巖質邊坡崩塌實驗技術領域，具體涉及一種巖質邊坡崩塌物理實驗模型及方法。

背景技術

在我國巖質邊坡崩塌災害是一種高頻地質災害，巖質邊坡致災過程極短，且對災區人民的生命財產安全造成巨大威脅。而對巖質邊坡崩塌災害的資料多是在發生災變后才去現場進行采集，而災變過程的各項參數很難獲取，這也對研究巖質邊坡致災機理與監測預報研究帶來了極大困難。而物理模型試驗在一定程度上能還原巖質邊坡災變的過程，還能夠通過對模型受力的關鍵部位進行物理力學參量的監測，有助于研究巖質邊坡崩塌災害。現階段崩塌物理模型試驗多為巖體崩塌破壞機理研究，單一研究崩塌災害的破壞機理，沒有能夠深入研究崩塌災害支護加固與監測預警系統相結合的物理實驗模型。

因此，需要提供一種針對上述現有技術不足的改進技術方案。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術中現有物理實驗模型的不足，提供一種能夠深入研究崩塌災害支護加固與監測預警系統相結合物理實驗模型。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種巖質邊坡崩塌物理實驗模型，所述物理實驗模型包括：

巖質邊坡模擬模塊，通過相似模型試驗對擬模擬巖質邊坡進行模擬，其中，所述巖質邊坡模擬模塊由多個單元板堆砌組成，以對擬模擬巖質邊坡的節理化現象進行模擬；

柔性護坡模擬模塊，包括錨桿模型和錨網組件，多個所述錨桿模型將所述錨網組件固定在所述巖質邊坡模擬模塊的實驗表面上，以對擬模擬巖質邊坡的支護體系進行模擬；

監測模塊，所述監測模塊包括：

應力監測單元，設置于所述錨桿模型上，以對所述錨桿模型的軸力值進行實時監測；

形變監測單元，對所述巖質邊坡模擬模塊實驗表面的實驗表面進行應變位移監測。

如上所述的巖質邊坡崩塌物理實驗模型，作為優選地，所述錨網組件是由多個錨網單元相互連接形成的網狀體，其中，所述錨網單元為金屬絲，中部設有可形變的形變部，以通過形變部的形變模擬支護體系對擬模擬巖質邊坡崩塌所產生沖擊力的吸收。

如上所述的巖質邊坡崩塌物理實驗模型，更進一步地，所述形變部為所述金屬絲卷繞所形成的螺旋結構。

如上所述的巖質邊坡崩塌物理實驗模型，作為優選地，所述單元板至少包括第一單元板和第二單元板，其中，所述第一單元板通過堆砌形成所述巖質邊坡模擬模塊的主體部，以對擬模擬巖質邊坡節理化現象進行模擬；

所述第二單元板在所述巖質邊坡模擬模塊的坡面裂隙巖體區域堆砌，以對擬模擬巖質邊坡的節理密集區進行模擬。

如上所述的巖質邊坡崩塌物理實驗模型，更進一步地，所述應力監測單元為錨桿軸力計。

如上所述的巖質邊坡崩塌物理實驗模型，作為優選地，所述形變監測單元為數字攝影測量軟件系統，至少包括CCD相機和圖像分析系統，所述CCD相機以非接觸的方式對所述巖質邊坡模擬模塊的實驗表面進行圖像采集，圖像分析系統對所述圖像采集信息進行分析處理，以獲得所述巖質邊坡模擬模塊實驗表面的應變位移數據并輸出。