[發(fā)明專利]一種水軟化型滑坡試驗(yàn)?zāi)M裝置及其模擬方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210585861.5
• 申請日: 2022-05-27
• 公開（公告）號: CN114675009B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊濤;饒?jiān)瓶?/a>;陳懷林;張哲;吳羿君;郁智超;李搏凱;李歡
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京集智東方知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11578
• 代理人: 劉林;陳攀

本發(fā)明提供了一種水軟化型滑坡試驗(yàn)?zāi)M裝置及其模擬方法，涉及滑坡災(zāi)害模擬裝置技術(shù)領(lǐng)域，本申請中根據(jù)滑坡現(xiàn)場勘測的地質(zhì)信息和相關(guān)的物理力學(xué)參數(shù)，采用回溯算法進(jìn)行巖土體滑坡前原型的復(fù)原，并按照預(yù)設(shè)比例放大或縮小后制作實(shí)體的滑床還原層、滑帶還原層和滑體還原層的幾何相似模型，并將其設(shè)置于透明試驗(yàn)箱內(nèi)。通過向透水層內(nèi)持續(xù)注水，水透過透水層向滑帶還原層緩慢滲透，由于水的作用使得滑帶還原層的抗剪強(qiáng)度下降而使得巖土體發(fā)生失穩(wěn)。從透明試驗(yàn)箱可以清楚的觀察到巖土體從穩(wěn)定狀態(tài)（實(shí)驗(yàn)開始前的自然狀態(tài)）到發(fā)生滑坡后這段時(shí)間內(nèi)其截面幾何形態(tài)的變化過程以及坡面的變形情況，簡潔直觀地呈現(xiàn)了巖土體發(fā)生滑坡的演變過程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及滑坡災(zāi)害模擬裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種水軟化型滑坡試驗(yàn)?zāi)M裝置及其模擬方法。

背景技術(shù)

我國是滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的國家，其中滑坡的發(fā)生常常具有突發(fā)性、高頻性、破壞性的特點(diǎn)，是公認(rèn)的僅次于地震的第二大自然災(zāi)害。滑坡的穩(wěn)定性問題一直是滑坡災(zāi)害領(lǐng)域一項(xiàng)最基本但又最重要的研究課題，科學(xué)合理的評價(jià)滑坡穩(wěn)定性對于確保人民生命財(cái)產(chǎn)安全和保證工程正常運(yùn)行有著重要的意義。滑坡是由于滑體內(nèi)部軟弱面在以水為主的軟化作用下，滑帶抗剪強(qiáng)度指標(biāo)降低，從而使坡體失穩(wěn)的現(xiàn)象。

室內(nèi)模型試驗(yàn)是研究滑坡的重要手段，在邊坡土體水軟化的研究中，降雨是研究其對邊坡穩(wěn)定性影響的最常用方法。然而，確保雨水滲入到滑坡體的內(nèi)部滑帶是極為困難的。因此，很難在短時(shí)間內(nèi)利用模擬斜坡上的人工降雨來重現(xiàn)滑坡失穩(wěn)。在許多實(shí)驗(yàn)室研究中，人工降雨造成的是淺層滑坡，而不是內(nèi)部滑帶水軟化引發(fā)的大型滑坡。因此，開發(fā)一種合適的室內(nèi)試驗(yàn)方法來重現(xiàn)由水軟化引起的滑坡失穩(wěn)是極其有必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種水軟化型滑坡試驗(yàn)?zāi)M裝置及其模擬方法，以改善上述問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種水軟化型滑坡試驗(yàn)?zāi)M裝置，包括透明試驗(yàn)箱和巖土體模型，所述巖土體模型設(shè)置于所述透明試驗(yàn)箱內(nèi)，所述巖土體模型包括滑床還原層、滑帶還原層和滑體還原層，所述滑床還原層設(shè)置于所述透明試驗(yàn)箱的底壁，所述滑床還原層的上方依次設(shè)置所述滑帶還原層和所述滑體還原層，所述滑床還原層與所述滑帶還原層之間設(shè)置有透水層；其中，所述滑床還原層、所述滑帶還原層和所述滑體還原層分別為待模擬區(qū)域的滑坡經(jīng)過回溯還原后得到的巖土體所對應(yīng)的幾何相似模型，所述透水層中的水向所述滑帶還原層緩慢滲透而發(fā)生失穩(wěn)破壞，透過所述透明試驗(yàn)箱實(shí)時(shí)觀察巖土體模型的截面幾何形狀。

在本申請的一些實(shí)施例中，所述滑床還原層包括多個(gè)緊密排列的拼接單元，每個(gè)所述拼接單元包括伸縮桿、轉(zhuǎn)動板和撐桿，所述伸縮桿的一端設(shè)置于所述透明試驗(yàn)箱的底壁，所述伸縮桿的另一端設(shè)有支撐板，所述支撐板與地面平行，所述支撐板的上方鉸接有所述轉(zhuǎn)動板，所述撐桿沿所述伸縮桿的軸線方向貫穿所述支撐板且與所述轉(zhuǎn)動板抵接，所述支撐板與所述轉(zhuǎn)動板的鉸接點(diǎn)和所述撐桿位于所述伸縮桿軸線的兩側(cè)。

在本申請的一些實(shí)施例中，所述撐桿與所述支撐板螺紋連接。

在本申請的一些實(shí)施例中，所述滑床還原層還包括底軌，所述底軌固定設(shè)置于所述透明試驗(yàn)箱的底壁，所述伸縮桿遠(yuǎn)離所述支撐板的一端設(shè)置有滑塊，所述滑塊設(shè)有開口，所述開口卡合于所述底軌上。

在本申請的一些實(shí)施例中，所述底軌包括可拆卸連接的滑軌和阻擋件，所述滑軌沿其延伸方向水平設(shè)置有滑槽，所述滑塊設(shè)有貫穿的T型槽，所述T型槽與所述開口相連通，所述T型槽卡合于所述滑槽內(nèi)，所述阻擋件卡合于所述滑槽的端口。

在本申請的一些實(shí)施例中，所述透水層包括無蓋盒體和透水石，所述無蓋盒體上分別設(shè)置有注水器和止擋件，所述止擋件平行于所述無蓋盒體的底壁且間隔設(shè)置，所述注水器位于所述止擋件的下方，所述透水石設(shè)置于所述止擋件遠(yuǎn)離所述底壁的一側(cè)。

在本申請的一些實(shí)施例中，所述注水器設(shè)置于所述無蓋盒體的底壁。