[發明專利]一種以降雨引起的滑坡地質災害為誘因的輸電塔失穩實驗裝置及實驗方法

在審

• 申請號: 202310282086.0
• 申請日: 2023-03-22
• 公開（公告）號: CN116430005A
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 邊美華;彭家寧;張興森;覃宋林;李君華;劉桂嬋;盧展強;陳恒
• 申請（專利權）人: 廣西電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01D21/02
• 代理公司: 南寧東智知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 45117
• 代理人: 汪治興

1.一種以降雨引起的滑坡地質災害為誘因的輸電塔失穩實驗裝置，其特征在于，包括模型箱，所述模型箱內設置邊坡巖土體模型、輸電塔及其基礎模型、多角度降雨裝置和監測系統，所述輸電塔及其基礎模型包括輸電塔上部結構5、輸電塔樁基礎6、移動配重8、固定配重9，所述輸電塔樁基礎6設置邊坡巖土體模型頂部。

2.根據權利要求1所述的以降雨引起的滑坡地質災害為誘因的輸電塔失穩實驗裝置，其特征在于，所述模型箱是一個采用有機玻璃制作的透明且上方敞口的長方形箱體，一側箱體1底部設有排水孔26，排水孔26與設有截止閥的水管連接。

3.根據權利要求1所述的以降雨引起的滑坡地質災害為誘因的輸電塔失穩實驗裝置，其特征在于，邊坡巖土體模型包括滑移帶2、滑坡體3和滑坡床4；所述滑移帶2包括了滑坡上部裂隙段27、下部裂隙段28及兩者之間的阻滑段29。

4.根據權利要求1所述的以降雨引起的滑坡地質災害為誘因的輸電塔失穩實驗裝置，其特征在于，所述輸電塔及其基礎模型還包括基巖7、懸掛繩30，所述移動配重8上部設有圓孔，懸掛繩30通過圓孔將移動配重8懸掛在固定配重9上。

5.根據權利要求1所述的以降雨引起的滑坡地質災害為誘因的輸電塔失穩實驗裝置，其特征在于，所述多角度降雨裝置包括大容量水箱10、供水管道11、抽水泵12、加壓裝置13、電子流量控制裝置14、管道閥門15、分布式可旋轉降雨噴頭18、雨量傳感器17、集水槽18、支撐桿31；多角度降雨裝置通過支撐桿31懸掛在模型箱上，抽水泵12通過供水管道11與大容量水箱10連接，抽水泵12出口設置加壓裝置13和電子流量控制裝置14，電子流量控制裝置14與分布式可旋轉降雨噴頭16之間設有管道閥門15，集水槽18通過玻璃膠與模型箱1連接，雨量傳感器17埋置于滑坡體3中。

6.根據權利要求1所述的以降雨引起的滑坡地質災害為誘因的輸電塔失穩實驗裝置，其特征在于，所述監測系統包括邊坡監測系統和輸電塔基礎監測系統，邊坡監測系統包括土孔隙水壓力傳感器19、土壤含水量傳感器20、測斜儀21、位移計22；土孔隙水壓力傳感器19埋置于滑坡床4中，土壤含水量傳感器20、測斜儀21、位移計22埋置于滑坡體3中；輸電塔基礎監測系統包括基礎位移傳感器23、傾角傳感器24，基礎位移傳感器23、傾角傳感器24固定在輸電塔樁基礎6上。

7.根據權利要求1所述的以降雨引起的滑坡地質災害為誘因的輸電塔失穩實驗裝置，其特征在于，還包括多個高分辨率攝像機25，且每個高分辨率攝像機25通過三角支架固定放置在模型箱外。

8.根據權利要求3所述的以降雨引起的滑坡地質災害為誘因的輸電塔失穩實驗裝置，其特征在于，所述滑移帶2為圓弧狀或直線狀，厚度設定為所述邊坡模型高度的1/5-1/10。

9.?根據權利要求3所述的以降雨引起的滑坡地質災害為誘因的輸電塔失穩實驗裝置，其特征在于，所述滑移帶2采用雙層彩色塑料布并輔助約1?cm的沙而成；滑坡體3采用自然狀態下地表淺層干土堆填而成；滑坡床4采用磚石砌筑。

10.一種以降雨引起的滑坡地質災害為誘因的輸電塔失穩實驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）根據相似比理論，制作輸電塔及其基礎模型；

根據輸電塔及其基礎模型的尺寸及其影響范圍的尺寸，設計實驗所需模型箱1的尺寸；

在模型箱中根據滑移帶2、滑坡體3和滑坡床4的性質用實驗所需巖土體材料堆筑邊坡巖土體模型；

（4）在模型箱1中設置多角度降雨裝置及監測系統；安裝完成后，將邊坡巖土體和輸電塔結構耦合模型進行自然固結三天，連接各傳感器至相應讀數儀器，實時記錄傳感器實驗數據；在模型箱外側布置高分辨率攝像機25；

（5）試驗開始時將大容量水箱加滿水，確保實驗過程中水箱水量充足，在通過加壓裝置13控制降雨噴頭噴灑形式，水泵12和電子流量控制裝置14根據所需模擬實際工程的降雨強度大小設置相應參數；

（6）控制降雨時間，直至滑坡產生，觀察邊坡和輸電塔基礎變形，然后繼續模擬降雨，直到輸電塔基礎失效，關閉水管閥門15；

（7）通過三臺攝像機25對邊坡土體位移變化和輸電塔結構形態變化進行全過程追蹤觀測，實時記錄傳感器數據，并進行數據處理分析。