[發(fā)明專利]一種多物理場耦合的滑坡災(zāi)害模擬試驗裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011330280.4
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112269013A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉磊;王寧濤;付小林;譚建民;徐勇;連志鵬;張彥軍;李波
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心(中南地質(zhì)科技創(chuàng)新中心)
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 徐琪琦

本發(fā)明公開一種多物理場耦合的滑坡災(zāi)害模擬試驗裝置，包括箱體、振動模擬機構(gòu)、降雨模擬機構(gòu)和光照模擬機構(gòu)，所述箱體上端敞口，其內(nèi)部用以設(shè)置滑坡體模型，所述振動模擬機構(gòu)安裝在所述箱體下端，其用以驅(qū)動所述箱體振動，所述降雨模擬機構(gòu)用以向所述箱體內(nèi)部淋水以模擬降雨，所述光照模擬機構(gòu)用以照射所述箱體以模擬太陽光光照，并可向所述箱體內(nèi)加水或從所述箱體向外排水以模擬庫水位的變化。本申請試驗裝置可將滑坡的多物理場影響因素耦合后進行試驗，可根據(jù)試驗需求排列單因素、雙因素以多因素影響下的滑坡模擬試驗，模擬不同環(huán)境下物理場之間的耦合關(guān)系，有利于定性、定量的研究分析滑坡演變機理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖土工程及工程地質(zhì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多物理場耦合的滑坡災(zāi)害模擬試驗裝置。

背景技術(shù)

在國民經(jīng)濟的發(fā)展進程中，興建了大量的水庫，它們不僅可以起到防洪度汛的作用，還可以蓄水灌溉，為周邊的民眾提供安全可靠的飲用水，顯著提高了水利資源的利用率。但是水庫由于其長時間處在水環(huán)境中，同時受到很多自然因素的影響，在使用當(dāng)中存在一定的安全風(fēng)險，尤其是滑坡現(xiàn)象，它一方面會影響到水庫整體的質(zhì)量安全，甚至引發(fā)潰壩事故，另一方面也威脅著水庫周邊百姓的生命財產(chǎn)安全。

滑坡的誘發(fā)因素有：地震、降雨和融雪、地表水的沖刷、浸泡、河流等地表水體對斜坡坡腳的不斷沖刷；不合理的人類工程活動，如開挖坡腳、坡體上部堆載、爆破、水庫蓄(泄)水、礦山開采等都可誘發(fā)滑坡，還有如風(fēng)暴潮、凍融等作用也可誘發(fā)滑坡。

目前實驗室對滑坡的研究還是以單誘發(fā)因子為主，如降雨強度、邊坡坡度、浪涌等誘發(fā)因子，而忽略了其它因素的考慮。然而大量的事實表明，降雨是滑坡災(zāi)害的主要誘因，其中震動、降雨和干濕循環(huán)對滑坡的影響最為顯著，但在不同地區(qū)，巖土體、坡度、震動、干濕循環(huán)等環(huán)境不同，雨水入滲條件不同，滑坡體的極限平衡條件也不同，滑坡的發(fā)育和致災(zāi)結(jié)果也大不相同。

當(dāng)前，清華大學(xué)、中國科學(xué)院力學(xué)研究所等高校有降雨與庫水位聯(lián)合作用下滑坡模型試驗系統(tǒng)；泉州裝備制造研究所、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)等高校有振動與降雨耦合作用滑坡實驗裝置；武漢地質(zhì)調(diào)查中心實驗室滑坡分析設(shè)備有滑坡涌浪實驗裝置、砂柱排水實驗裝置、室內(nèi)滑坡物理模型實驗平臺、斜坡土體降雨產(chǎn)流及滲入模型以及人工降雨模擬系統(tǒng)各一套，滑坡的影響因素是多方面的，這些實驗裝置單個誘發(fā)角度考慮而忽略了其他因素的影響；但是上述試驗系統(tǒng)僅可進行單一因素的滑坡模擬，不利于多因素數(shù)據(jù)相結(jié)合的耦合研究，無法全面的更貼合實際的進行滑坡實驗?zāi)M。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種滿足多物理場耦合作用下模擬滑坡的要求的試驗裝置。

一種多物理場耦合的滑坡災(zāi)害模擬試驗裝置，包括箱體、振動模擬機構(gòu)、降雨模擬機構(gòu)和光照模擬機構(gòu)，所述箱體上端敞口，其內(nèi)部用以設(shè)置滑坡體模型，所述振動模擬機構(gòu)安裝在所述箱體下端，其用以驅(qū)動所述箱體振動，所述降雨模擬機構(gòu)用以向所述箱體內(nèi)部淋水以模擬降雨，所述光照模擬機構(gòu)用以照射所述箱體以模擬太陽光光照。

優(yōu)選地，所述降雨模擬機構(gòu)包括多個噴頭，多個所述噴頭設(shè)置在所述箱體的上方，且其噴嘴朝下，多個所述噴頭分別通過管道與水源連通，多個所述噴頭分別用以向所述箱體內(nèi)部淋水。

優(yōu)選地，所述光照模擬機構(gòu)包括多個發(fā)光件，多個所述發(fā)光件分別設(shè)置在所述箱體上方，且多個所述發(fā)光件的發(fā)光部分別朝向所述箱體內(nèi)部。

優(yōu)選地，多個所述發(fā)光件等分為多個發(fā)光件組，多個發(fā)光件組在所述箱體上方沿其寬度方向間隔分布，每個所述發(fā)光件組包括多個所述發(fā)光件，且每個所述發(fā)光件組的多個所述發(fā)光件在所述箱體的上方沿其長度方向間隔分布。

優(yōu)選地，所述光照模擬機構(gòu)還包括多個n形的支架，且所述支架的數(shù)量與每個所述發(fā)光件組的多個所述發(fā)光件一一對應(yīng)，所述支架豎向設(shè)置，且其n形開口朝下，其兩端分別位于所述箱體對應(yīng)長度方向的兩側(cè)，多個所述發(fā)光件組分別安裝在多個所述支架上，且每個所述發(fā)光件組的多個所述發(fā)光件分別安裝在對應(yīng)所述支架上端。