CN103531071A - 降雨与库水联合作用下大型滑坡智能模型试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降雨与库水联合作用下大型滑坡智能模型试验系统。该系统包括柔性坡面试验槽和分布式喷洒降雨模拟装置。其中，其中，坡面液压举升装置包括多组电动液压千斤顶。柔性坡面试验槽中的柔性坡面结构主要由两层高强度钢丝格栅夹一层高强土工布组成，所述土工布采用式I所示的聚合物制成，式I聚合物的M_w为5.8×10⁴，分子量分布指数为1.298；分布式喷洒降雨模拟装置包括分布式喷洒降雨器和防风结构，降雨器由上下两层不同直径的喷管，以及与喷嘴直径相应的喷头组合而成。所述防风结构置于降雨器下方，可固定于试验架内侧，其由式II所述聚合物制备所得，所述高分子聚合物的M_w为5.115×10⁴，分子量分布指数为1.761。

Description

降雨与库水联合作用下大型滑坡智能模型试验系统

技术领域

本发明涉及一种考虑降雨与库水联合作用下大型滑坡智能模型试验系统，特别涉及一种滑坡、泥石流等地质灾害全过程仿真的试验平台。本专利得到国家973项目“大型水利水电工程高陡边坡全生命周期性能演化与安全控制”的基金资助。

背景技术

库水波动和降雨诱发滑坡复活变形是库区常见的地质灾害之一，其变形过程是一个内因与外因共同作用下的复杂地质过程。内因主要在于滑坡的地质结构与地层岩性，外因则是库水波动影响及大气降雨、人类工程活动等影响。滑坡失稳的主控因素是漫长地质历史过程中所形成的滑坡的地质环境条件，而降雨和库水波动是诱发滑坡复活的主要因素之一。降雨和周期性库水位升降改变了库岸滑坡体的赋存过程，使得库岸岩土体周期性处于干燥和饱水状态之间，还使滑体内渗流场发生变化，改变了滑坡的稳定性。降雨和库水波动引起库岸滑坡岩土体性质的改变主要表现在两个方面：

(1)在物理性质方面，降雨与库水周期性波动导致库岸滑坡岩土体的饱和度和容重等也随之变化。

(2)在力学性质方面，降雨与库水波动改变了库岸滑坡滑体内渗流场状态，进而改变库岸滑坡体的受力状态。

目前，国内外对降雨与库水波动条件下滑坡体内地下水渗流规律的研究尚不够系统深入，大多停留在定性分析和评价的层面上，对不同渗

透类型的库岸滑坡进行试验研究与分析，进一步阐明不同类型的滑坡失稳机理和成灾规律等方面有待于补充和完善。

在模型试验方面，国内外学者做了很多探索性工作，罗先启(2008)等开发了一套考虑水库蓄水和大气降雨作用的滑坡物理模型试验系统；李世海等(2011)开展了多因素作用下的大型滑坡物理模型试验系统；Ching-Chuan Huang(2008，2010)等利用滑坡模型试验，研究了浅层滑坡降雨诱发机制；Rong-Her Chen(2011)等利用模型试验，研究滑坡的发生机制。这些滑坡模型试验研究促进了滑坡模型试验装置的设计与开发。然而，还存在着很多不足，如不能实现各装置之间的协同智能控制，不能模拟不均匀降雨强度，不能实现不均匀地应力的模拟，装置的重复使用性、多功能性较差。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明公开了一种考虑降雨与库水联合作用下大型滑坡智能模型试验系统，该系统的目的在于提供一种滑坡、泥石流等地质灾害全过程仿真的试验平台。

本发明提供的一种考虑降雨与库水联合作用下大型滑坡智能模型试验系统，包括：柔性坡面试验槽、库水波动模拟装置、滑坡体含水层模拟供水装置、多物理量监测装置、降雨模拟循环供水装置、分布式喷洒降雨模拟装置、综合智能控制器、计算机及系统控制软件、试验框架结构及加载装置。

所述的柔性坡面试验槽包括柔性坡面结构、坡面液压举升装置、非均匀滑坡体材料组成。柔性坡面结构由两层高强度钢丝格栅夹一层高强土工布组成，具有高强、防水、轻质、随形性好的特点。坡面液压举升装置包括纵横多组电动液压千斤顶，柔性坡面结构与坡面液压举升装置(多组液压千斤顶)铰接相连。滑坡体材料由岩土材料或相似材料分层压

制而成，置于柔性坡面试验槽上部。

所述的库水波动模拟装置设置于柔性坡面试验槽的前端，由供水系统、水池、双向流量控制阀、水位传感器组成。

所述的滑坡体含水层模拟供水装置由供水箱、供水管、水压力传感器、流量控制阀等组成。根据模拟滑坡体地层情况，可设置不同地层内的地下水水位，适应性强，能真实模拟实际工程水文地质情况。

所述的多物理量监测装置包括用于测量坡体典型部位变形的传感器、用于测量滑坡体内典型部位孔隙水压力和含水量的传感器、用于测量滑坡体整体变形过程的光线传感器、坡面雨强传感器、以及摄像机。通过多物理量监测装置，可以准确测量滑坡孕育、发生、发展，从连续到非连续变形全过程中多物理量参数的变化过程。

所述的降雨模拟循环供水装置由供水箱、水泵、水压力调节器、集水箱、连接管和过滤器组成。集水箱通过连接管和过滤器相连，然后再通过连接管与供水箱连接，形成水循环通道，可为分布式喷洒降雨模拟装置提供水源。

所述的分布式喷洒降雨器由上下两层不同喷嘴直径的喷头和喷管组合而成，可模拟不同雨强的降雨效果。每个喷头都有独立的电磁阀控制开关。分布式喷洒降雨器上层喷管直径60mm，喷嘴直径200mm，可模拟降雨强度范围0.5～5.6mm/min。下层喷管直径30mm，喷嘴直径80mm，可模拟降雨强度范围0.02～1.6mm/min。通过分布式喷洒降雨器上下两层不同直径的喷管及喷嘴组合，大大加强了降雨器的模拟范围，基本上可以适用于模拟所有自然降雨工况。

所述的综合智能控制器通过光缆与柔性坡面试验槽、库水波动模拟装置、滑坡体含水层模拟供水装置、多物理量监测装置、降雨模拟循环供水装置、分布式喷洒降雨模拟装置、计算机及系统控制软件、试验框架结构及加载装置均相连，可对这些装置实施智能控制。

所述的计算机及系统控制软件和综合智能控制器相连接，主要用于对综合智能控制器进行操作和对监测数据进行分析与反馈。

所述的试验框架结构及加载装置底部设置可固定的滑轮，便于移动。加载装置采用多组电动液压千斤顶，可实现三维非均匀加载，能够模拟非均匀地应力。

本发明提供了一种智能模拟试验系统：

其包括柔性坡面试验槽和分布式喷洒降雨模拟装置，所述柔性坡面试验槽包括坡面液压举升装置，所述举升装置包括6纵4横24组电动液压千斤顶，坡顶和坡脚处的电动液压千斤顶竖直布置，中间其它电动液压千斤顶接近垂直于柔性坡面；所述分布式喷洒降雨模拟装置包括分布式喷洒降雨器，所述降雨器由上下两层不同直径的喷管，以及与喷嘴直径相应的喷头组合而成。

所述系统还包括库水波动模拟装置、滑坡体含水层模拟供水装置、多物理量监测装置、降雨模拟循环供水装置、综合智能控制器、计算机及系统控制软件、试验框架结构及加载装置。

所述柔性坡面试验槽的前端设置库水波动模拟装置，后端设置滑坡体含水层模拟供水装置，顶端设置分布式喷洒降雨模拟装置。

所述降雨模拟循环供水装置由供水箱、水泵、水压力调节器、集水箱、连接管和过滤器组成。集水箱通过连接管和过滤器相连，然后再通过连接管与供水箱连接，形成水循环通道；多物理量监测装置包括用于测量坡体典型部位变形的传感器、用于测量滑坡体内典型部位孔隙水压力和含水量的传感器、用于测量滑坡体整体变形过程的光线传感器、坡面雨量传感器、以及摄像机；所述的综合智能控制器与柔性坡面试验槽、库水波动模拟装置、滑坡体含水层模拟供水装置、多物理量监测装置、降雨模拟循环供水装置、分布式喷洒降雨模拟装置、计算机及系统控制软件、试验框架结构及加载装置均相连，可对这些装置实施智能控制；试验框架结构及加载装置底部设置可固定的滑轮，便于移动，加载装置采用多组电动液压千斤顶，能够模拟非均匀地应力。

所述综合智能控制器还与置于坡面上的雨强传感器相连，可通过雨量传感器的反馈作用自动调节降雨强度，且降雨强度可以分区变化。

所述柔性坡面试验槽还包括柔性坡面结构，所述柔性坡面结构由两层高强度钢丝格栅夹一层高强土工布组成，所述高强土工布由式I所述的高聚物制成，所述高分子聚合物的M_w为5.8×10⁴，分子量分布指数为1.298，

所述分布式喷洒降雨模拟装置还包括防风结构，所述防风结构为一有机材料制成的上下开口的箱体，所述有机材料是由式II聚合物制备所得，

式II高分子聚合物的M_w为5.115×10⁴，分子量分布指数为1.761，所述防风结构置于降雨器下方，可固定于试验架内侧。

本发明“智能”主要体现在以下3点：

(1)综合智能控制器与库水波动模拟装置相连，通过对比预设水位值与当前水位传感器数据，启动双向流量控制阀，通过供水系统对水池进行自动快速水位调整。预设水位值可以是某实际水库水位调度曲线，通过计算机输入曲线数据列表。

(2)综合智能控制器与坡面液压举升装置相连，可对每组电动液压千斤顶进行控制，用以调整坡面形态。通过计算机可输入某实际滑坡体基岩滑床形状参数(曲面或典型点高程数据)，通过曲面拟合将每组电动液压千斤顶与坡面铰接点的位置定位，并将信息传递给综合智能控制器，进而对坡面形态进行自动拟合。

(3)综合智能控制器与置于坡面上的雨强传感器和分布式喷洒降雨器电磁阀和水压力调节器相连，可通过雨量传感器的反馈作用自动精确控制每个喷头的喷水量和喷水强度，且模拟降雨强度可以分区变化。计算机及系统控制软件对分布式喷洒降雨器进行控制，不但可以降雨模拟历时，还可以根据降雨历史预测降雨强度。

本发明提供的试验系统每个组成部分都设置有便于移动的滑轮(可固定)，操作简单，实用方便，适用性强，综合性能高，具有较高的实用价值。

附图说明

图1为试验系统示意图，其中1-柔性坡面试验槽、2-库水波动模拟装置、3-滑坡体含水层模拟供水装置、4-多物理量监测装置、5-降雨模拟循环供水装置、6-分布式喷洒降雨模拟装置、7-综合智能控制器、8-计算机及系统控制软件、9-试验框架结构及加载装置、101柔性坡面结构、102坡面液压举升装置、103-非均匀滑坡体材料、201-水池、202-供水系统、203-双向流量控制阀、204-水位传感器、301-供水箱、302-供水管、303-水压力传感器、304-流量控制阀、305-供水箱支架、306-滑轮、401-传感器、402-传感器、403-传感器、404-传感器、405-高速摄像机、501-供水箱、502-水泵、503-水压力调节器、504-上水管、505-集水箱、506-连接管、507-过滤器组成、601和604-喷管、602和605-喷头、603-电磁阀控制开关、901和903-框架结构、902-加载千斤顶、904-可固定滑轮；

图2为分布式喷洒降雨器局部示意图，其中601和604-喷管、602和605-喷头、603-电磁阀控制开关。

图3是为式I聚合物的核磁图谱。

具体实施方式

实施例1：试验系统的结构和使用

如图1所以，本发明包括：柔性坡面试验槽1、库水波动模拟装置2、滑坡体含水层模拟供水装置3、多物理量监测装置4、降雨模拟循环供水装置5、分布式喷洒降雨模拟装置6、综合智能控制器7、计算机及系统控制软件8、试验框架结构及加载装置9。柔性坡面试验槽1进一步包括柔性坡面结构101、坡面液压举升装置102、非均匀滑坡体材料103组成。柔性坡面结构由两层高强度钢丝格栅夹一层高强土工布组成，具有高强、防水、轻质、随形性好的特点。坡面液压举升装置102包括纵横多组电动液压千斤顶，柔性坡面结构101与坡面液压举升装置102(多组液压千斤顶)铰接相连。非均匀滑坡体材料103由岩土材料或相似材料分层压制而成，置于柔性坡面试验槽1上部。通过调整坡面液压举升装置102多组电动液压千斤顶伸缩，可以实现对任意地貌形态的边坡进行模型试验模拟。

库水波动模拟装置2设置于柔性坡面试验槽1的前端，由供水系统202、水池201、双向流量控制阀203、水位传感器204组成。水池201直接和柔性坡面试验槽1接触，用于模拟水库，水位传感器204用于测量水池201中水位，双向流量控制阀203可实现水池201中水位的快速变动。

滑坡体含水层模拟供水装置3置于柔性坡面试验槽1的后端，由供水箱301、供水管302、水压力传感器303、流量控制阀304、供水箱支架305及滑轮(可固定)306组成。供水管302可根据模拟滑坡体地层情况，分出很多支管，并在每个支管上设置一组水压力传感器303和流量控制阀304，用于模拟不同地层内的不同地下水水位。该装置适应性强，能真实模拟实际工程水文地质条件。

多物理量监测装置4置于非均匀滑坡体材料103内部及附近，包括用于测量坡体典型部位变形的传感器401、用于测量滑坡体内典型部位孔隙水压力和含水量的传感器402、用于测量滑坡体整体变形过程的光线传感器403、坡面雨强传感器404、以及高速摄像机405。传感器主要用于测量滑坡体内部变形、含水量和孔隙水压力，高速摄像机405主要用于拍摄非均匀滑坡体材料103变形过程中表面的图像信息，通过后期图像分析和数字散斑动态应变变形测量分析，获得滑坡体表面变形过程。通过多物理量监测装置4，可以准确测量滑坡孕育、发生、发展，从连续到非连续变形全过程中多物理量参数的变化过程。

降雨模拟循环供水装置5由供水箱501、水泵502、水压力调节器503、上水管504、集水箱505、连接管506和过滤器507组成。集水箱505主要汇集从柔性坡面试验槽1流出来的水，通过连接管506和过滤器507相连，水得到净化后，再通过连接管506与供水箱501连接，形成水循环通道，可为分布式喷洒降雨模拟装置6提供水源。

分布式喷洒降雨器6置于柔性坡面试验槽1的顶部。如图2所示，由上下两层不同喷嘴直径的喷头602、605和喷管601、604组合而成，可模拟不同雨强的降雨效果。每个喷头602、605都有独立的电磁阀控制开关603。分布式喷洒降雨器上层喷管601直径60mm，喷头602直径200mm，可模拟降雨强度范围0.5～5.6mm/min。下层喷管604直径30mm，喷嘴605直径80mm，可模拟降雨强度范围0.02～1.6mm/min。通过分布式喷洒降雨器6上下两层不同直径的喷管601、604及喷头602、605组合，大大加强了降雨器的模拟范围，基本上可以适用于模拟所有自然降雨工况。坡面雨强传感器404布设在非均匀滑坡体材料103的表面，可实时监测降雨强度大小，并将数据传输到综合智能控制器，并与设定的模拟降雨雨强值进行对比分析，将分析结构反馈到分布式喷洒降雨器6，并通过调整每个喷头602、605的电磁阀控制开关603，实现模拟雨强的改变。由于每个喷头602、605都有独立的电磁阀控制开关603，因此，模拟雨强在研究区域内可以分区变化，实现不均匀降雨。此外，计算机及系统控制软件8中编制了马尔可夫链降雨预测模型，通过输入某时间段内的降雨历时数据，可实现短期降雨预测，将降雨预测信息传递给综合智能控制器7，并进而对分布式喷洒降雨器6进行控制，可实现短期预测模拟降雨，用于研究降雨条件下边坡的稳定性预测。

综合智能控制器7通过光缆与柔性坡面试验槽1、库水波动模拟装置2、滑坡体含水层模拟供水装置3、多物理量监测装置4、降雨模拟循环供水装置5、分布式喷洒降雨模拟装置6、计算机及系统控制软件8、试验框架结构及加载装置9均相连，可对这些装置实施智能控制。

计算机及系统控制软件8和综合智能控制器7相连接，主要为综合智能控制器7提供输入和输出交互界面，也可以对监测数据进行分析与反馈。

试验框架结构及加载装置9置于柔性坡面试验槽1的底部和四周，由框架结构901和903、加载千斤顶902和底部设置的可固定滑轮904组成。加载千斤顶902采用多组电动液压千斤顶，可实现三维非均匀加载，能够模拟非均匀地应力。

本发明降雨与库水联合作用下大型滑坡智能模型试验系统能够通过供水系统对水池进行自动快速水位调整，实现库水波动智能模拟；通过每组电动液压千斤顶伸缩控制，调整坡面形态，实现任意滑坡坡面及岩床形态的模拟；通过雨量传感器的反馈作用自动精确控制每个喷头的喷水量和喷水强度，实现从小雨到特大暴雨的模拟，不但可以降雨模拟历时，还可以根据降雨历史预测降雨强度。利用本发明，可以研究降雨与库水联合作用下或库区雾化雨条件下大型滑坡孕育、发生、发展，从连续到非连续变形全过程中多物理量参数的变化过程，为由水诱发的地质灾害形成及演化过程模型试验研究提供了一种综合平台和技术支持。

本发明提供的试验系统每个组成部分都设置有便于移动的滑轮(可固定)，操作简单，实用方便，适用性强，综合性能高，具有较高的实用价值。

实施例2：式I聚合物的制备

所用原料以及试剂购自Sigma-Aldrich公司。

步骤一：在10mmol的亮氨酸中加入20毫升冰醋酸，室温下搅拌溶解，将10mmol的邻二溴苯加入到亮氨酸的冰醋酸溶液中，60℃反应24h。停止反应，将反应液中的冰醋酸旋除，抽真空1h，得到白色粘稠固体；加入去离子水有固体析出，再通过抽滤收集滤渣，重复洗涤滤饼，得到白色产物，不经纯化直接用于下一步。

步骤二；将步骤一所得化合物7.6mmol加入到250m1的圆底烧瓶中，再加入15毫升的重整甲苯，重蒸三乙铵15.38mmol，滴加完成后，回流条件下剧烈搅拌反应2h，除去溶剂，用1M盐酸水溶液调节pH1～2，再用乙酸乙酯和去离子水萃取三次，收集有机层溶液，干燥，乙酸乙酯洗涤滤饼，乙酸乙酯和石油醚重结晶得到白色固体化合物。

步骤三：用10m1的甲苯将步骤二的1.9mmol化合物溶解，依次加入甲基苯磺酸0.3克和环己醇9.9mmol，回流12h。除去甲苯，以二氯甲烷为流动相将产物过柱，浓缩得到淡黄色固体，不经纯化直接用于下一步。

步骤四；将步骤三的化合物2.0mmol，碘化亚酮25毫克和Pd(PPh₃)₂C1₂90毫克一起加入到200毫升三颈烧瓶中，换气3次，氮气保护下加入3毫升重蒸N,N-二甲基甲酰胺，再依次重蒸三乙胺和苯乙炔，氮气保护下再反应30分钟。停止反应后，用乙酸乙酯和饱和食盐水萃取3次，收集有机层，干燥，抽滤，浓缩以石油醚和乙酸乙酯为洗脱液为淋洗剂，利用层析硅胶色谱柱分离得到黄色固体产物，结构式为：

总产率28％。

核磁数据：¹H NMR(400MHz，CDCl₃，6，ppm)：7.61(dd，J=7.89，1.48Hz，1H)，7.50-7.26(m，1H)，7.23(s，IH)，6.89-6.81(m，1H)，4.74(dd，J=11.81，4.27Hz，1H)，1.89-1.50(m，1H)，1.46-1.15(m，1H)，0.88(d，J=6.58Hz，1H).

步骤五：将步骤四的产物100毫克加入200毫升的圆底烧瓶中，抽真空换氮气10次，继续抽真空1小时后，从室温升至85℃，抽真空条件下，反应12小时。停止加热，继续抽真空，直到反应温度降为室温，得到黑色块状固体的式I聚合物，所得聚合物的M_w为5.8×10⁴，分子量分布指数为1.298。其核磁图谱示于图3中。

按照GB/T17639—2008以及本领域所熟知的方法将式I聚合物制备高强土工布，以200g/m²的土工布进行指标测试，其厚度仅为1.5mm，断裂强力为16kN/m，断裂伸长率为30％，撕破强力为0.6kN，24小时的吸水率0.002％，30天后的吸水率0.006％，由此可以看出由式I聚合物制成的土工布不仅具有良好的强度，而且具有好的防水性。

实施例3：式II聚合物的制备

步骤一：以三甲基硅乙炔为原料，在-78℃氮气保护条件下，通过丁基锂与4,4′-二溴苯甲酮，按等物质的量反应生成含羟基的末端炔键化合物；具体操作为：250ml三口瓶中加入17mmol TMSA，加入30ml无水四氢呋喃，冷却至-78℃，缓慢滴加丁2.4M丁基锂溶液15.6mmol，保温30min。加入4,4′-二溴苯甲酮14.2mmol。12小时后加入去离子水和四丁基氟化胺14.2mmol。用二氯甲烷萃取有机层，旋干后用二氯甲烷：石油醚=3：1过柱，得淡黄色固体化合物。

步骤二：步骤一所得产物在摩尔分数比为5％的吡啶对甲苯磺酸盐催化下，通过三倍当量的脱水剂原酸三甲酯作用，与环己醇进行脱水合环反应；具体操作为：反应管中加入步骤一的化合物7.2mmol，环己醇8.6mmol，吡啶对甲苯磺酸盐0.36mmol，氮气氛围下加入原酸三甲酯21.6mmol，然后加入1,2-二氯乙烷25ml，85℃搅拌12小时。用石油醚过柱得白色固体产物

其核磁数据如下所示：

¹H NMR(400Hz,CDCl₃)：6.036(d，1H，J=9.6Hz)，6.648(d，1H，J=9.6Hz)，6.850(m，2H，J=4.8Hz)，7.006(d，1H，J=7.6Hz)，7.120(t，1H，J=9.4Hz)，7.159(br，2H)，7.300(br，2H)，7.456(br，2H)，7.566(br，2H).

步骤三：步骤二所得产物在摩尔分数比为5％的碘化亚铜，摩尔分数比为5％的双三苯基膦二氯化钯催化条件下，在三乙胺为溶剂的碱性环境中与两倍当量的三甲基硅乙炔发生耦合反应。具体操作为：反应管中加入0.14mmol双(三苯基膦)二氯化钯，0.14mmol碘化亚铜，1.36mmol溴代物，氮气保护下加入15ml三乙胺，5.44mmol三甲基硅乙炔，75℃搅拌20小时，滤去沉淀后用石油醚过薄层色谱，得淡黄色油状液体，结构式为

核磁波谱为：

¹H NMR(400Hz,CDCl₃)：0.250(s，18H)，6.022-6.036(d，1H，J=10.0Hz)，6.606-6.628(d，1H，J=9.6Hz)，6.840-6.901(m，2H，J=8.8Hz)，6.867-6.905(d，1H，J=7.2Hz)，7.069-7.126(t，1H，J=7.6Hz)，7.326(br，2H)，7.323(br，2H)，7.323(br，2H)，7.468(br，2H).

步骤四：步骤三所得产物与两倍当量的四丁基氟化铵反应得到含有末端炔氢的化合物；具体操作为：圆底烧瓶中加入步骤三的产物，加入二氯甲烷溶解，然后加入2.1倍当量的四丁基氟化胺，室温搅拌15分钟，得到产品为黄色液体，结构式为

核磁波谱为：

¹H NMR(400Hz，CDCl₃)：3.125(s，2H)，6.022-6.063(d，1H，J=9.6Hz)，6.598-6.606(d，1H，J=7.2Hz)，6.896-6.970(m，2H，J=5.2Hz)，7.001-7.120(d，1H，J=7.2Hz)，7.120-7.161(t，1H，J=7.6Hz)，7.386(br，2H)，7.586(br，2H)，7.488(br，2H)，7.496(br，2H).

步骤五：在圆底烧瓶中加入0.048mmol的步骤四所得产物，在氩气保护下将去水去氧后的15毫升THF，10毫升水加入，加热至60℃反应20小时。将大量甲醇加入反应体系中淬灭反应。抽滤，用大量丙酮反复洗涤。固体用THF溶解后，用旋转蒸发仪旋干，然后用甲醇重沉淀，反复操作3次；最后一次用THF溶解后，用硅胶过滤除去不溶物，用旋转蒸发仪旋干有机相后，用甲醇沉淀，抽干，得到式II所示聚合物，其为白色固体，产率85％。M_w为5.115×10⁴，分子量分布指数为1.761

¹H NMR(400Hz，CDCl₃)：0.826-0.868(br，18H)，1.366-1.421(br，12H)，1.535(br，12H)，2.100(br，12H)，6.085-6.106(br，1H)，6.556-6.586(br，1H)，6.806-6.838(br，1H)，6.889-6.905(br，1H)，6.989-7.081(br，1H)，7.114-7.129(br，1H)，7.210-7.286(br，4H)，7.268-7.298(br，4H).

根据GB/T7134-1996以及本领域技术人员所熟知的方法将式II所示聚合物制备成相应的板材，由板材可制备得到所需防风箱体。本领域中所述板材的密度为0.66kg/dm³，其密度远远小于本领域常用的制作防风箱体的有机玻璃；按本领域技术人员所熟知的检测方法，式II所示聚合物板材的冲击强度在约30kJ/m²，拉伸强度约86MPa，洛氏硬度要82.6HRR，各项指标远远高于有机玻璃板材。当在野外使用本申请所述模拟降雨装置时，使用式II聚合物的板材可有效抵御自然环境因素如风对降雨效果的影响。

Claims (8)

1.一种降雨与库水联合作用下大型滑坡智能模型试验系统，其特征在于：包括柔性坡面试验槽和分布式喷洒降雨模拟装置，所述柔性坡面试验槽包括坡面液压举升装置，所述举升装置包括6纵4横24组电动液压千斤顶，坡顶和坡脚处的电动液压千斤顶竖直布置，中间其它电动液压千斤顶接近垂直于柔性坡面；所述分布式喷洒降雨模拟装置包括分布式喷洒降雨器，所述降雨器由上下两层不同直径的喷管，以及与喷嘴直径相应的喷头组合而成。

2.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于还包括库水波动模拟装置、滑坡体含水层模拟供水装置、多物理量监测装置、降雨模拟循环供水装置、综合智能控制器、计算机及系统控制软件、试验框架结构及加载装置。

3.根据权利要求2所述的试验系统，其特征在于：柔性坡面试验槽的前端设置库水波动模拟装置，后端设置滑坡体含水层模拟供水装置，顶端设置分布式喷洒降雨模拟装置。

4.根据权利要求2所述的试验系统，其特征在于：降雨模拟循环供水装置由供水箱、水泵、水压力调节器、集水箱、连接管和过滤器组成。集水箱通过连接管和过滤器相连，然后再通过连接管与供水箱连接，形成水循环通道；多物理量监测装置包括用于测量坡体典型部位变形的传感器、用于测量滑坡体内典型部位孔隙水压力和含水量的传感器、用于测量滑坡体整体变形过程的光线传感器、坡面雨量传感器、以及摄像机；所述的综合智能控制器与柔性坡面试验槽、库水波动模拟装置、滑坡体含水层模拟供水装置、多物理量监测装置、降雨模拟循环供水装置、分布式喷洒降雨模拟装置、计算机及系统控制软件、试验框架结构及加载装置均相连，可对这些装置实施智能控制；试验框架结构及加载装置底部设置可固定的滑轮，便于移动，加载装置采用多组电动液压千斤顶，能够模拟非均匀地应力。

5.根据权利要求4所述的试验系统，其特征在于：综合智能控制器还与置于坡面上的雨强传感器相连，可通过雨量传感器的反馈作用自动调节降雨强度，且降雨强度可以分区变化。

6.根据权利要求1所述的试验系统，所述的柔性坡面试验槽还包括柔性坡面结构，所述柔性坡面结构由两层高强度钢丝格栅夹一层高强土工布组成，所述高强土工布由式I所述的高聚物制成，所述高分子聚合物的M_w为5.8×10⁴，分子量分布指数为1.298，

7.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于：所述分布式喷洒降雨模拟装置还包括防风结构，所述防风结构为一有机材料制成的上下开口的箱体，所述有机材料是由式II聚合物制备所得，

式II高分子聚合物的M_w为5.115×10⁴，分子量分布指数为1.761，所述防风结构置于降雨器下方，可固定于试验架内侧。

8.式I和式II聚合物在建筑工程方面的用途。

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