CN104535741B - 一种可调多功能破碎岩体崩滑试验装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调多功能破碎岩体崩滑试验装置及其使用方法，包括积聚带支架、崩滑轨道支架、伸缩杆A、伸缩杆B、积聚带试验槽和崩滑轨道试验槽；积聚带试验槽底部的两端连接伸缩杆A的上部；崩滑轨道试验槽底部的两端连接伸缩杆B的上部；积聚带支架、崩滑轨道支架通过螺纹紧固件安装在底座支撑板、距离调节滑轨底座上。抽出崩滑轨道试验槽中的隔板，让破碎岩体材料崩滑而下，破碎岩体材料经过坡体材料放置槽来到积聚带试验槽，在积聚区逐渐停止运动，完成一次破碎岩体的积聚过程试验，并记录试验结果。本发明使破碎岩体崩滑过程研究试验具有可重复性、补充性与验证性，具有可拆卸、可组合、操作简便、功能多样、可重复性强的优点。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程中岩土技术、抗震减灾工程领域，具体是一种可调多功能破碎岩体崩滑试验装置及其使用方法。
背景技术
岩体是作为一种特殊的固体介质，常常包含有层面、节理和裂隙等弱面，这些不连续结构面的存在弱化了岩体的力学性能，也是导致岩体破坏的主要影响因素。而所谓破碎岩体是指在自然风化，地质运动或人为活动作用下产生的结构体块径较小，裂隙较多的岩体。目前，很多山区道路沿线、偏远地区乡镇周边等一些强风化的地质构造中，都存在大量的破碎岩体，这对岩土工程中对边坡的处置造成了一定的困扰。当这些破碎岩体受到来自地震、爆破等的扰动时，就会沿坡滑下，给生产生活带来一系列破坏性的灾害。如2008年汶川地震中，出现了大量的破碎岩体失稳形成的破碎岩体崩滑的现象，给生态环境和人民生命财产带了巨大的影响。
破碎岩体的崩滑特性有自己特点。与滑坡不同，不是沿着一个滑动面的整体滑动，而是呈大粒径颗粒状的流动滑动；与普通的颗粒破碎岩体也不同，它主要是以小块体为主体的运动，因此水的影响不大。介于以上特点，对破碎岩体在动力响应下的研究是十分重要的。
目前，破碎岩体在动力作用下的积聚过程的研究仍多停留在定性分析阶段。破碎岩体流在下滑过程中，与坡面及坡底的碎屑岩体发生相互作用，对最后积聚体高度和积聚区域扩展长度及积聚密度等都产生一定的影响。研究这些现象，探讨各因素对破碎岩体流在运动中特性和积聚形态，可以为岩土工程中对边坡稳定性评价提供有力的依据，也可为抗震减灾工程中破碎岩体的受灾区间范围的确定和灾害的防治提供参考意见。
目前进行相关研究的试验装置均存在着以下问题：
1、组装不便，且不可拆卸：
现有的试验装置往往是针对某一具体的情况而设计的，因此往往连接处多设计成固接，即设计成不可拆卸的，造成了一定的资源的浪费。
2、装置的功能缺乏多样性：
因为在作模拟试验时，往往需要验证几个甚至多个参数对试验结果的影响，因此要设计多组试验，互相对比验证得到有价值的结论，则现有试验装置功能单一，不能满足试验者研究多种因素的需求，缺乏功能多样性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简便、可重复性强、可调多功能破碎岩体崩滑试验装置及其使用方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种可调多功能破碎岩体崩滑试验装置，包括积聚带支架、崩滑轨道支架、伸缩杆A、伸缩杆B、积聚带试验槽和崩滑轨道试验槽；所述积聚带支架上设有两个用于固定伸缩杆A的孔B，伸缩杆A上设有孔A，所述崩滑轨道支架上有两个用于固定伸缩杆B的孔D，伸缩杆B上设有孔C，所述积聚带试验槽底部的两端与伸缩杆A的上部通过轴承A连接；所述崩滑轨道试验槽底部的两端与伸缩杆B的上部通过轴承B连接；积聚带试验槽内设有积聚区，所述崩滑轨道试验槽内设置有破碎岩体材料崩滑位置控制滑轨、隔板固定块、隔板和坡体材料放置槽，隔板固定在隔板固定块上，隔板固定块设置在破碎岩体材料崩滑位置控制滑轨上，在崩滑轨道试验槽的底部设有坡体材料放置槽，坡体材料放置槽内设置有调整板和调节块；在崩滑轨道试验槽内的隔板后方为初始材料崩滑区；积聚带支架、崩滑轨道支架通过螺纹紧固件安装在底座支撑板、距离调节滑轨底座上。
作为本发明进一步的方案：所述调整板和调节块在崩滑方向上的宽度相等，调整板设置在坡体材料放置槽前端即崩滑轨道试验槽近地端的槽底，调节块紧贴调整板放置在坡体材料放置槽的后端即崩滑轨道试验槽远地端；在调节块上方固定有轨道板，轨道板一端与紧贴调整板的一侧对齐，另一端自由延伸。
作为本发明进一步的方案：所述底座支撑板设置为两块，距离调节滑轨底座通过底座连接杆固定安装在两块底座支撑板之间，距离调节滑轨底座带有距离调节滑轨。
作为本发明进一步的方案：崩滑轨道试验槽内设置有不同粗糙度的材料崩滑轨道面。
所述可调多功能破碎岩体崩滑试验装置的使用方法，包括以下步骤：
(1)按照上述各零部件的连接方式组装本装置；
(2)破碎岩体材料崩滑高度的调节与坡体材料带长度的调节
通过调整破碎岩体材料崩滑控制滑轨、隔板固定块的位置来调整隔板在崩滑轨道试验槽内的位置，从而达到调节破碎岩体材料崩滑高度的目的；然后将试验用的破碎岩体材料放置在隔板后，通过隔板的阻挡，将试验用的破碎岩体材料留在崩滑轨道试验槽的初始材料崩滑区内；在坡体材料放置槽中，通过调整调节块的数量，来调节坡体材料带长度；
(3) 开始试验
抽出崩滑轨道试验槽中阻挡破碎岩体材料的隔板，让破碎岩体材料崩滑而下，破碎岩体材料经过崩滑轨道试验槽内的坡体材料放置槽时，会侵蚀掉坡体材料放置槽中的坡体材料上表面，来到积聚带试验槽，在积聚带试验槽中，破碎岩体材料经过积聚区逐渐停止运动，从而完成一次破碎岩体的积聚过程试验，同时记录试验结果。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明为针对破碎岩体崩滑过程研究的一系列试验提供了一个平台，使试验具有可重复性；针对数值模拟，可以通过基于本发明基础上的相关试验，来补充试验结果，使试验具有补充性与验证性。
2、本发明具有可拆卸、可组合、操作简便、功能多样、可重复性强的优点。
3、本发明通过积聚带支架和崩滑轨道支架的孔可以实现对破碎岩体材料的崩滑高度的调整，改善了以往实验装置由于构造等因素造成的试验槽高度、间距和倾斜角度难于调节的情况（可不拆卸调节，且调节范围广），另外还可以通过增减坡体材料放置槽内的调节块的数量来实现积聚带长度的调整。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明所述崩滑轨道试验槽结构示意图；
图3是本发明所述积聚带试验槽结构示意图；
图4是本发明所述积聚带试验槽与崩滑轨道试验槽间距离调整示意图；
图5是本发明所述积聚带试验槽、崩滑轨道试验槽高度与角度调整示意图一；
图6是本发明所述积聚带试验槽、崩滑轨道试验槽高度与角度调整示意图二；
图7是本发明破碎岩体材料崩滑流程图一；
图8是本发明破碎岩体材料崩滑流程图二；
图9是本发明破碎岩体材料崩滑最终形态。
图中：1-底座支撑板、2-底座连接杆、3-距离调节滑轨底座、4-积聚带支架、5-崩滑轨道支架、6-伸缩杆A、7-伸缩杆B、8-积聚带试验槽、9-积聚区、11-破碎岩体材料崩滑控制滑轨、12-隔板固定块、13-隔板、14-坡体材料放置槽、15-调整板、16-轨道板、17-孔A、18-孔B、19-孔C、20-孔D、21-轴承A、22-轴承B、23-螺纹紧固件、24-崩滑轨道试验槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，如图1-图3，一种可调多功能破碎岩体崩滑试验装置，包括积聚带支架4、崩滑轨道支架5、伸缩杆A6、伸缩杆B7、积聚带试验槽8和崩滑轨道试验槽24；所述积聚带支架4上设有两个用于固定伸缩杆A6的孔B18，伸缩杆A6上设有孔A17，用于调整伸缩杆A6在积聚带支架4上的位置；所述崩滑轨道支架5有两个用于固定伸缩杆B7的孔D20，伸缩杆B7上设有孔C19，用于调整伸缩杆B7在崩滑轨道支架5上的位置；所述积聚带试验槽8底部的两端与伸缩杆A6的上部通过轴承A21连接；所述崩滑轨道试验槽24底部的两端与伸缩杆B7的上部通过轴承B22连接；所述积聚带试验槽8内设有积聚区9，积聚区9内部放置坡体材料，用于减缓从崩滑轨道试验槽24中滑过来的破碎岩体材料的速度并使其堆积在积聚区9的坡体材料上表面；所述崩滑轨道试验槽24内设置有破碎岩体材料崩滑位置控制滑轨11、隔板固定块12、隔板13和坡体材料放置槽14，将隔板13固定在隔板固定块12上，隔板固定块12设置在破碎岩体材料崩滑位置控制滑轨11上，隔板固定块12在破碎岩体材料崩滑位置控制滑轨11上移动，隔板固定块12带动隔板13移动，从而可以改变隔板13的位置。在崩滑轨道试验槽24的底部设有坡体材料放置槽14，坡体材料放置槽14内部放置坡体材料，在崩滑轨道试验槽24中，破碎岩体材料崩滑控制在隔板13后方，即崩滑轨道试验槽24的初始材料崩滑区内；积聚带支架4、崩滑轨道支架5通过螺纹紧固件23安装在底座支撑板1、距离调节滑轨底座3上。底座支撑板1设置为两块，距离调节滑轨底座3通过底座连接杆2固定安装在两块底座支撑板1之间，形成支架组合体。距离调节滑轨底座3带有距离调节滑轨。崩滑轨道试验槽24内设置有不同粗糙度的材料崩滑轨道面。坡体材料放置槽14内还设置有调整板15和调节块；所述调整板15和调节块在崩滑方向上的宽度相等，调整板15设置在坡体材料放置槽14前端即崩滑轨道试验槽24近地端的槽底，调节块紧贴调整板15放置在坡体材料放置槽14的后端即崩滑轨道试验槽24远地端；在调节块上方固定有轨道板16，轨道板16一端与紧贴调整板15的一侧对齐，另一端自由延伸。
所述可调多功能破碎岩体崩滑试验装置的试验方法，包括以下步骤：
(1)组装支架、伸缩杆：
将底座支撑板1、距离调节滑轨底座3按要求的距离放置在平地上，按照试验要求角度选择相应的积聚带支架4、伸缩杆A6、伸缩杆B7和崩滑轨道支架5；将积聚带支架4及崩滑轨道支架5依次放置在相对应的底座支撑板1、距离调节滑轨底座3上，通过螺纹紧固件23再将积聚带支架4、崩滑轨道支架5与底座支撑板1组装在一起；通过螺纹紧固件23将底座连接杆2与底座支撑板1、距离调节滑轨底座3连接在一起，将伸缩杆A6、伸缩杆B7分别插入积聚带支架4及崩滑轨道支架5中，在孔B18、孔C19中分别各插入两个位置固定铁杆，固定伸缩杆A6、伸缩杆B7的位置，形成支架组合体。
(2)安装积聚带试验槽8和崩滑轨道试验槽24：
如图4、图5所示，分别将积聚带试验槽8和崩滑轨道试验槽24按要求放置在步骤(1)中已经组装好的支架组合体上，将积聚带试验槽8通过积聚带支架4上的孔B18、伸缩杆A6上的孔A17调整高度与角度，崩滑轨道试验槽24通过崩滑轨道支架5上的孔D20、伸缩杆B7上的孔C19调整高度与角度，通过调节距离调节滑轨底座3来调整积聚带试验槽8和崩滑轨道试验槽24之间的相应位置和距离，再用轴承A21、轴承B22分别将积聚带试验槽8、崩滑轨道试验槽24与支架组合体固定在一起。
(3)破碎岩体材料崩滑高度的调节与积聚带9长度的调节：
如图4、图7所示，通过调整破碎岩体材料崩滑控制滑轨11、隔板固定块12，来调整隔板13在崩滑轨道试验槽24内的位置，从而达到调节破碎岩体材料崩滑高度的目的；然后将试验用的破碎岩体材料放置在隔板13后，通过隔板13的阻挡，将试验用的破碎岩体材料留在崩滑轨道试验槽24的初始材料崩滑区内。在坡体材料放置槽14中，通过调整调节块的数量，从而达到调节坡体材料带长度的目的。
(4) 开始试验：
如图7-9所示，抽出崩滑轨道试验槽24中阻挡破碎岩体材料的隔板13，让破碎岩体材料崩滑而下，破碎岩体材料经过崩滑轨道试验槽24内的坡体材料放置槽14时，会侵蚀掉坡体材料放置槽14中的坡体材料上表面，并到积聚带试验槽8，在积聚带试验槽8中，破碎岩体材料经过积聚区9并逐渐停止运动，从而完成一次破碎岩体的积聚过程试验，同时记录试验结果，重复以上步骤，利用控制变量法可以进行多次试验，以获得不同参数情况下的试验结果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (2)
1. 一种可调多功能破碎岩体崩滑试验装置，其特征在于，包括积聚带支架（4）、崩滑轨道支架（5）、伸缩杆A（6）、伸缩杆B（7）、积聚带试验槽（8）和崩滑轨道试验槽（24）；所述积聚带支架（4）上设有两个用于固定伸缩杆A（6）的孔B（18），伸缩杆A（6）上设有孔A（17），所述崩滑轨道支架（5）上有两个用于固定伸缩杆B（7）的孔D（20），伸缩杆B（7）上设有孔C（19），所述积聚带试验槽（8）底部的两端与伸缩杆A（6）的上部通过轴承A（21）连接；所述崩滑轨道试验槽（24）底部的两端与伸缩杆B（7）的上部通过轴承B（22）连接；积聚带试验槽（8）内设有积聚区（9），所述崩滑轨道试验槽（24）内设置有破碎岩体材料崩滑位置控制滑轨（11）、隔板固定块（12）、隔板（13）和坡体材料放置槽（14），隔板（13）固定在隔板固定块（12）上，隔板固定块（12）设置在破碎岩体材料崩滑位置控制滑轨（11）上，在崩滑轨道试验槽（24）的底部设有坡体材料放置槽（14），坡体材料放置槽（14）内设置有调整板（15）和调节块；在崩滑轨道试验槽（24）内的隔板（13）后方为初始材料崩滑区；积聚带支架（4）、崩滑轨道支架（5）通过螺纹紧固件（23）安装在底座支撑板（1）、距离调节滑轨底座（3）上；
所述调整板（15）和调节块在崩滑方向上的宽度相等，调整板（15）设置在坡体材料放置槽（14）前端的槽底，调节块紧贴调整板（15）放置在坡体材料放置槽（14）的后端；在调节块上方固定有轨道板（16），轨道板（16）一端与紧贴调整板的一侧对齐，另一端自由延伸；
所述底座支撑板（1）设置为两块，距离调节滑轨底座（3）通过底座连接杆（2）固定安装在两块底座支撑板（1）之间，且距离调节滑轨底座（3）带有距离调节滑轨；
崩滑轨道试验槽（24）内设置有不同粗糙度的材料崩滑轨道面。
2.一种如权利要求1所述可调多功能破碎岩体崩滑试验装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照上述各零部件的连接方式组装本装置；
(2)破碎岩体材料崩滑高度的调节与坡体材料带长度的调节：
通过调整破碎岩体材料崩滑控制滑轨（11）、隔板固定块（12）的位置来调整隔板（13）在崩滑轨道试验槽（24）内的位置，从而调节破碎岩体材料崩滑高度；然后将试验用的破碎岩体材料放置在隔板（13）后，通过隔板（13）的阻挡，将试验用的破碎岩体材料留在崩滑轨道试验槽（24）的初始材料崩滑区内；在坡体材料放置槽（14）中，通过调整调节块的数量，来调节坡体材料带长度；
(3)开始试验
抽出崩滑轨道试验槽（24）中阻挡破碎岩体材料的隔板（13），让破碎岩体材料崩滑而下，破碎岩体材料经过崩滑轨道试验槽（24）内的坡体材料放置槽（14）时，会侵蚀掉坡体材料放置槽（14）中的坡体材料上表面，破碎岩体材料来到积聚带试验槽（8），在积聚带试验槽（8）中，破碎岩体材料经过积聚区（9）逐渐停止运动，从而完成一次破碎岩体的积聚过程试验，同时记录试验结果。
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