CN103884555A - 一种滑坡物理模型组装参照试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滑坡物理模型组装参照试验装置，包括水平直尺、伸缩的竖向直尺和竖向支撑杆，所述水平直尺构成一个矩形平面的边框且其中有与矩形边框平行的各水平直尺，所述竖向直尺竖直的从所述水平直尺上向下延伸，所述竖向支撑杆从矩形平面的四个顶点向下竖直延伸；本发明通过选取所需模拟滑坡面的多个特征点，通过水平直尺和竖向直尺对特征点进行定位，利用土体的可塑性及其在压实状态下具有较高承载力的特点，填筑土体使其在该点的高程与所需要模拟滑坡面对应点相同，通过特征点坐标的确定进而确定出滑坡面的形状，解决了现实中滑坡面形状复杂难以构建的问题，且结构紧凑，制作方便。

Description

一种滑坡物理模型组装参照试验装置

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，具体涉及一种滑坡试验装置。

背景技术

岩土工程领域中，滑坡破坏是一种常见的破坏形式，通过仿真试验对滑坡破坏规律的研究是获取规律信息的重要手段与方法。实践中，滑坡面形状对于滑坡滑动特性具有很大的影响，由于现实中滑坡面都各有特点，依靠传统的模拟设备很难做到与滑动面实际形状相同，这就使对滑坡下滑过程的试验与现实滑坡过程有较大的出入。特别地，由于滑动面影响，对于滑坡体各点的土层或土石混合体的厚度控制也较为困难。设计出符合实际滑坡面形状，能够重复应用于各种形状滑坡面的装置，具有很高的应用价值。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种能精确模拟实际滑坡情况的滑坡物理模型组装参照试验装置。

技术方案：本发明提供了一种滑坡物理模型组装参照试验装置，包括水平直尺、伸缩的竖向直尺和竖向支撑杆，所述水平直尺构成一个矩形平面的边框且其中有与矩形边框平行的各水平直尺，所述竖向直尺竖直的从所述水平直尺上向下延伸，所述竖向支撑杆从矩形平面的四个顶点向下竖直延伸；在确定待模拟滑坡面上的特征点的三维坐标后，将装置置于模拟滑坡上，其中，竖向直尺进行平移及上下伸缩使其末端与滑坡面上的各个特征点位置一致，最后根据竖向直尺末端的定位模拟构造出滑坡物理模型的滑坡面。

进一步，所述水平直尺和竖向直尺上设有刻度，便于根据特征点的相应三维坐标定位各特征点的位置并且确定滑坡体的厚度，铺设相应厚度的滑坡体材料。

进一步，矩形平面中的所述水平直尺与矩形边框的短边平行，并沿着矩形边框长边方向移动；便于其上连接的竖向直尺沿着矩形边框长边方向平移找准特征点位置。

进一步，下连所述竖向直尺的水平直尺上设有连接孔和条形空隙，与之配合的所述竖向直尺的顶端设有球形挂钮，球形挂钮能够挂置在连接孔之上并且沿着条形空隙进行滑动，使竖向直尺能沿着矩形边框短边方向水平移动找准特征点位置。

进一步，所述竖向支撑杆表面设有刻度，且可伸缩；便于根据各特征点的高程调整整个装置的高度。

进一步，所述竖向支撑杆的长度为所需模拟滑坡面上的所有特征点高程及其对应的滑坡体厚度之和的最大值，以保证水平直尺形成的水平面超过滑坡最高点一定距离。

进一步，还包括由三角板实现的滑坡面材料固定机构，所述三角板固定在构造的滑坡面上并在其上铺设滑坡面材料；根据所需模拟滑坡体的厚度及直尺对应的刻度值，铺设相应厚度的滑坡体材料，使其与现实滑坡一致。

有益效果：本发明通过选取所需模拟滑坡面的多个特征点，通过水平直尺和竖向直尺对特征点进行定位，利用土体的可塑性及其在压实状态下具有较高承载力的特点，填筑土体使其在该点的高程与所需要模拟滑坡面对应点相同；其中定位原理为 “镜像法”，即预先把本发明装置布置在超过所要模拟滑坡最高高程一定距离的位置，通过调整各竖直直尺，使其末端对应相应滑坡面特征点的位置，进而可以确定滑坡面的轮廓形状及相对位置；通过特征点坐标的确定进而确定出滑坡面的形状，解决了现实中滑坡面形状复杂难以构建的问题，且结构紧凑，制作方便。

附图说明

图1为本发明滑坡物理模型试验装置的结构示意图；

图2为试验装置布置侧视图；

图3为竖向直尺结构图；

图4竖向支撑杆结构图；

图5为滑坡面示意图；

图6为三角板结构图。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例：一种滑坡物理模型组装参照实验装置，如图1、2所示，包括水平直尺1；2；3、竖向支撑杆4、竖向直尺5、套管6和连接件8，水平直尺1；2通过螺丝7固定连接成一个矩形平面的边框且其中有与矩形边框短边相平行的各水平直尺3，水平直尺3可沿着矩形长边方向移动。竖向直尺5竖直的从水平直尺3上向下延伸，下连竖向直尺5的水平直尺3上设有连接孔和条形空隙，与之配合的竖向直尺5包括顶端的球形挂钮11和直尺段12；13；14；15，如图3所示，球形挂钮11能够挂置在连接孔之上并且沿着条形空隙进行滑动，带动竖向直尺5沿矩形短边方向平移，同时，竖向直尺5的位置可通过连接件8进行固定。水平直尺1的两端带有与竖向支撑杆4相连的套筒6，竖向支撑杆4从矩形边框平面的四个顶点向下竖直延伸，如图4所示，竖向支撑杆4由撑杆节段18；19；20；21组成，水平直尺1；2；3、竖向直尺5和竖向支撑杆4上皆标有刻度，且竖向直尺5和竖向支撑杆4可伸缩，竖向支撑杆4伸直的长度为所需模拟滑坡面9上的所有特征点高程及其对应的滑坡体10厚度之和的最大值。

上述试验装置的实施方法包括以下步骤：

（1）根据需要进行的滑坡物理实验特点，设置合理的模型缩尺比例，确定所要进行滑坡的形状、大小，并在滑坡面9上选取多个特征点及其相应的三维坐标，方便操作，可采用栅格式网格点控制，根据这些特征点描绘出所要进行试验的滑坡面9形状，及各个特征点下方对应滑坡体10的厚度；

（2）根据滑坡长度、宽度选用适当长度的水平直尺1；2，保证所要进行的滑坡全部在水平直尺1；2所围成的矩形框范围内；根据滑坡试验高度，调整竖向支撑杆4高度并通过套管6用螺丝7与水平直尺1固定，保证水平直尺1；2所构成的矩形平面超过滑坡最高点一定距离；根据特征点位置调整水平直尺3位置，保证所确定特征点正上方存在水平直尺3，并在水平直尺3上放置竖向直尺5，所放置竖向直尺5数量与水平直尺3下特征点数相等并一一对应；

（3）根据特征点竖向坐标位置，调整对应竖向直尺5长度，使其末端对应特征点的空间位置，然后在装置下填充可塑性强、夯实后强度高的土等材料，使填筑体16在各个特征点位置处于所确定的竖向直尺5端部接触为止，构造出所要进行滑坡物理模型的滑坡面9，如图5所示；

（4）在滑坡面9上放置滑坡面材料固定机构：三角板（如图6所示）及固定针；把三角板均匀的铺设在构造成的滑坡面9上，在其上铺设要进行滑坡的滑坡面材料17，三角板的数量要保证材料能够固定、不滑移，固定针通过三角板上的圆孔插入填筑体16中，把三角板固定在滑坡面9上；

（5）根据各特征点的滑坡体10厚度，通过各点对应的竖向直尺5上的刻度填筑滑坡体10材料，使其厚度与滑坡体10厚度相对应；

（6）拆除本发明装置就得到了所要构造的滑坡物理模型，对各部件进行清洗、抹油，放置在干燥处保存，方便下次使用；在滑坡模型构造过程中，可以分片、按照栅格区域进行填筑，则直尺等可以分片重复利用。

如上，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (7)

1.一种滑坡物理模型组装参照试验装置，其特征在于：包括水平直尺、伸缩的竖向直尺和竖向支撑杆，所述水平直尺构成一个矩形平面的边框且其中有与矩形边框平行的各水平直尺，所述竖向直尺竖直的从所述水平直尺上向下延伸，所述竖向支撑杆从矩形平面的四个顶点向下竖直延伸。

2.根据权利要求1所述的滑坡物理模型组装参照试验装置，其特征在于：所述水平直尺和竖向直尺上设有刻度。

3.根据权利要求1所述的滑坡物理模型组装参照试验装置，其特征在于：矩形平面中的所述水平直尺与矩形边框的短边平行，并沿着矩形边框长边方向移动。

4.根据权利要求1所述的滑坡物理模型组装参照试验装置，其特征在于：下连所述竖向直尺的水平直尺上设有连接孔和条形空隙，与之配合的所述竖向直尺的顶端设有球形挂钮。

5.根据权利要求1所述的滑坡物理模型组装参照试验装置，其特征在于：所述竖向支撑杆表面设有刻度，且可伸缩。

6.根据权利要求5所述的滑坡物理模型组装参照试验装置，其特征在于：所述竖向支撑杆的长度为所需模拟滑坡面上的特征点高程和该点对应的滑坡体厚度之和的最大值。

7.根据权利要求1所述的滑坡物理模型组装参照试验装置，其特征在于：还包括由三角板实现的滑坡面材料固定机构，所述三角板固定在构造的滑坡面上并在其上铺设滑坡面材料。

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