CN110095807B - 一种模拟抛射型滑坡实验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模拟抛射型滑坡实验装置及方法，实验装置采用气动式抛射动力系统，气动式抛射动力系统包括振动装置，振动装置的顶部设置有模拟结构面，所述模拟结构面上设置有边坡土体，边坡土体的内部通过通气管道与氮气瓶相连，所述模拟结构面的顶部设置有模拟降雨装置，模拟结构面和边坡土体之间设置有高强纤维透气层、加速度传感器、位移传感器和应力传感器，模拟结构面内部填充有磁性填充物，并在边坡土体的内部设置有电磁铁，电磁铁与布置在被抛射土体中的柔性铁皮相配合，并产生电磁力。通过模拟在气压作用下抛射土体的运动过程和在振动下抛射土体的运动过程，来分析其能量的损耗，进而来揭示地震和抛射型滑坡产生的真实原理。

Description

一种模拟抛射型滑坡实验装置及方法

技术领域

本发明涉及地震灾害模拟与防治技术领域，主要用于模拟一种由于地震引起的抛射型滑坡，研究其产生原理及相应的预防措施。

背景技术

2008年5月12日下午 2:28 ，巨大灾难性的8级大地震（汶川地震）在我国四川龙门山中北段突然发生了。5•12汶川地震是中华人民共和国成立以来破坏力最大的地震，也是唐山大地震后伤亡最严重的一次地震。严重破坏地区超过10万平方千米，其中，极重灾区共10个县（市），较重灾区共41个县（市），一般灾区共186个县（市），截至2008年9月18日12时，5•12汶川地震共造成69227人死亡，374643人受伤，17923人失踪，造成了巨大的损失。虽然地震学家已能设计和使用仪器，在每次地震发生后的几分钟内自动报告它的地点和震级，但是，预测下一个强震至今还不成功。

为在对于地震成因的假说中，其中一条是发生地震的能量是位于地壳深部、下部的极高压、极高密度甲烷天然气的体积膨胀能。为了验证其对现象的解释是否符合客观事实，特意设计了一种抛射型滑坡模型来模拟在汶川地震中造成巨大损失的抛射型滑坡的产生方式。地震是在地壳内和近地表沿数十到数百公里断裂带在几秒到几十秒钟时间内，巨大到特别巨大的机械能量突然快速释放产生地震波、断层运动和地表破坏的一种现象。为探究每次地震在地壳内和近地表沿狭长断裂带在几秒到几十秒钟时间内突然释放的巨大机械能量是什么来源，假定发生地震的主要能源是位于地壳深部、下部的极高压、极高密度甲烷天然气的体积膨胀能。特别针对汶川地震中山体巨大破坏飞速抛移滑移的现象，于是在此设计一种抛射型滑坡模型，方便研究探明地震的形成原因。

发明内容

目前对于地震抛射现象的研究领域存在一定的空白，需要对于此现象进行一定的理论分析。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种模拟抛射型滑坡实验装置及方法。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种模拟抛射型滑坡实验装置，所述实验装置采用气动式抛射动力系统，所述气动式抛射动力系统包括振动装置，所述振动装置的顶部设置有模拟结构面，所述模拟结构面上设置有边坡土体，所述边坡土体的内部通过通气管道与氮气瓶相连，所述模拟结构面的顶部设置有模拟降雨装置，所述模拟结构面和边坡土体之间设置有高强纤维透气层、加速度传感器、位移传感器和应力传感器，所述模拟结构面内部填充有磁性填充物，并在边坡土体的内部设置有电磁铁，所述电磁铁与布置在被抛射土体中的柔性铁皮相配合，并产生电磁力。

所述实验装置采用磁动式抛射动力系统，所述磁动式抛射动力系统与气动式抛射动力系统结构相同，其不包括通气管道和氮气瓶。

所述模拟降雨装置包括设置在边坡土体正上方的主导水管，所述主导水管上连接有多根分支的分导水管，所述分导水管的底部均布安装有多个喷头，所述主导水管上安装有阀门和流量计。

所述振动装置包括多个均布的上下振动缸，所述上下振动缸的顶部固定有支撑层板，所述支撑层板的顶部固定有左右振动缸，所述左右振动缸的活塞杆末端固定有滑动支柱，所述滑动支柱的顶部固定有支撑层板。

所述通气管道共有多根，分别预埋在边坡土体内部的不同位置。

所述边坡土体的侧面布置有高清摄影装置。

所述气动式抛射动力系统还包括模拟冰冻装置，所述模拟冰冻装置安装在双层隔热板内，并做成墙壁的形式；所述模拟冰冻装置是单独分离出来的部分，根据使用情况选择安装，模拟冰冻装置使得整个装置模拟在冬天寒冷情况下的工作形态和运行方式。

一种模拟抛射型滑坡实验装置的实验方法，采用所述气动式抛射动力系统实验方法步骤如下：

步骤1：模拟结构面制作：模拟结构面是位于抛射部分和被抛射土体的断裂层，具有一定的气密性和连通性，根据现场取样、室内岩土实验和三维扫描分析法对原结构面构成以及结构面表面形貌进行分析，制作岩石自然结构面，在模拟结构面中放置一些磁性填充物，以此来模拟现实中结构面中的粘结物质；通过调节电流大小时，结构面之间的粘结力也就可调了，这样还可以代替降雨和冰冻，通过调节电流大小来改变滑带中的粘聚力c以及内摩擦角φ值来模拟真实降雨和冰冻环境下的粘聚力c以及内摩擦角φ值，实现干燥条件下滑带的软化模拟；

步骤2：安置氮气瓶、加速度传感器、位移传感器和应力传感器：在制作边坡土体的同时在相应的结构面下方位置安置氮气瓶与多个不同的传感器，并且在各个方位设置通气管道，保证通气管能够自由调整位置使得最终抛射位置不一；

步骤3：环境控制：根据实验的要求考虑是否开启模拟降雨装置与模拟冰冻装置，控制密闭空间内的温度与湿度以及边坡土体含水量与冰冻程度；

步骤4：安装高清摄影装置：将高清摄影装置安装在边坡模型的旁边，以便完整的记录下整个实验过程；

步骤5：振动作用的操作流程：只开启振动装置与高清摄影装置，将地震的具体振动频率与振动幅度测量计算出来将其换算到计算机上据此启动振动台模拟出地震并与此同时开启高清摄影装置拍摄振动过程；振动一段时间后，观测边坡抛射情况，读出各传感器的读数，分别记录下在此次抛射的应力情况、位移情况、加速度数值；

步骤6：气压喷射作用的操作步骤：将边坡还原成抛射前的情况，并保持环境跟抛射前基本相同，打开氮气瓶，当充气到一定值后发生土体抛射，读出各传感器的读数，分别记录下在此时抛射时的临界气压、应力情况、位移情况、加速度数值；

步骤7：振动与气压喷射同时作用的操作步骤：还原边坡，打开振动装置和氮气瓶，并开启高清摄影装置，在土体抛射后，读出各传感器的读数并分别记录下在此时抛射时的位移距离、临界气压、应力情况、加速度数值，根据所得的数据分析它们之间的相互作用关系，为研究该类型的滑坡打下基础。

采用所述磁动式抛射动力系统实验方法步骤如下：

步骤1：模拟结构面的制作：在边坡土体和被抛射土体中都安装电磁铁，并把片状的柔性铁皮安装到相应模拟结构面的下方，使其受力均匀；根据磁体间的排斥原理，当通电后，两者就会产生一种斥力，以此来代替气压给的力，通过调节被抛射土体中电磁铁中电流的大小来模拟气压的大小，具体为在相应的结构面下方位置安装好可调节电流大小的电磁铁，并把原本在被抛射土体底部安装的片状的柔性铁皮安装到相应结构面的下方；

步骤2：磁性结构面的控制：通过调节被抛射土体中电磁铁中电流的大小来进行粘结力的调节，这样还可以用来代替降雨和冰冻装置，通过调节电流大小来改变滑带中的粘聚力c以及内摩擦角φ值来模拟真实降雨和冰冻环境下的粘聚力c以及内摩擦角φ值，实现干燥条件下滑带的软化模拟；

步骤5：振动作用的操作流程：只开启振动装置与高清摄影装置，将地震的具体振动频率与振动幅度测量计算出来将其换算到计算机上据此启动振动台模拟出地震并与此同时开启高清摄影装置拍摄振动过程；振动一段时间后，观测边坡抛射情况，读出各传感器的读数，分别记录下在此次抛射的应力情况、位移情况、加速度数值；

步骤6：磁力抛射作用的操作步骤：将边坡还原成抛射前的情况，并保持环境跟抛射前基本相同，慢慢增强电磁铁电流，当电流达到一定值后发生土体抛射，读出各传感器的读数，分别记录下在此时抛射时的临界气压、应力情况、位移情况、加速度数值；

步骤7：振动与磁力抛射同时作用的操作步骤：还原边坡，打开振动装置并慢慢增强电磁铁电流，并开启高清摄影装置，在土体抛射后，读出各传感器的读数并分别记录下在此时抛射时的位移距离、临界气压、应力情况、加速度数值，根据所得的数据分析它们之间的相互作用关系，为研究该类型的滑坡打下基础。

本发明有如下有益效果：

1.对于找出地震的真实机理和对于预防与救灾都具有很大的参考价值。此发明模型能研究地震所引起的坡面抛射产生的原因究竟是地的振动还是地下气体的压力作用。并通过透气孔的设置和开闭，达到释放气体以保持无法到达抛射临界气压的来进行防护措施的研究，可以防止今后列如此类现象的发生。

2.本发明创造了一个便于观察便于模拟实验的实验空间。实现了环境模拟，地震振动模拟，气压抛射模拟。最终利用传感器从应力、加速度、位移、压力等方面具体研究地震抛射机理。

3.能够模拟在不同外界环境下抛射型滑坡的产生和发展。通过模拟降水装置与模拟冰冻装置不仅仅能够针对各种天气情况还能模拟当地当时相应的气体与地表温度，据此还可以分析研究在不同的外界环境下抛射型滑坡能否产生与产生后破坏力。

4.通过高清摄影装置可以研究分析被抛射土体被抛射后的飞行与运动轨迹，可以据此作出坐标轴研究抛射位置坐标之间存在的参数关系。

5.结构面的选材和制作是预先通过由实际调查数据分析样本采集等操作后做出来的，并完善了传统制作方法的缺陷，确保实验在极大程度上能够模拟真实抛射情况，结果在一定程度上与实际情况相符合参考性也能大大提升。

6.利用磁性物质粘结力的可调性来代替结构面不同错动情况可以有效地提高实验的效率，降低实验的成本。

7.利用电磁斥力相互斥力达到喷射的效果可以在降低实验成本的基础上达到微量可控的目的，可以使其在改变电流强度的条件下进行实验，以电流强度代替喷射力的强度，提高实验的精准性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为一种模拟抛射型滑坡实验装置及方法的气动式抛射系统整体示意图。

图2为一种模拟抛射型滑坡实验装置及方法的气动式抛射系统边坡剖视图。

图3为一种模拟抛射型滑坡实验装置及方法的传感器示意图。

图4为一种模拟抛射型滑坡实验装置及方法墙体冰冻装置示意。

图5为一种模拟抛射型滑坡实验装置及方法振动台示意图。

图6为一种模拟抛射型滑坡实验装置及方法磁动式抛射系统边坡剖视图。

图中：气动式抛射动力系统、磁动式抛射动力系统、振动装置3、高清摄影装置4、模拟降雨装置5、模拟冰冻装置6、边坡土体7、通气管道8、氮气瓶9、速度传感器10、位移传感器11、应力传感器12、模拟结构面13、高强纤维透气层14、柔性铁皮15、磁性填充物16、电磁铁17、喷头18、流量计19、阀门20、主导水管21、分导水管22、双层隔热板23、滑动支柱24、上下振动缸25、支撑层板26、左右振动缸27。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

请参阅图1-6，一种模拟抛射型滑坡实验装置，所述实验装置采用气动式抛射动力系统，所述气动式抛射动力系统包括振动装置3，所述振动装置3的顶部设置有模拟结构面13，所述模拟结构面13上设置有边坡土体7，所述边坡土体7的内部通过通气管道8与氮气瓶9相连，所述模拟结构面13的顶部设置有模拟降雨装置5，所述模拟结构面13和边坡土体7之间设置有高强纤维透气层14、加速度传感器10、位移传感器11和应力传感器12，所述模拟结构面13内部填充有磁性填充物16，并在边坡土体7的内部设置有电磁铁17，所述电磁铁17与布置在被抛射土体中的柔性铁皮15相配合，并产生电磁力。所述气动式抛射动力系统中通气管道8埋在边坡土体内部，位于模拟结构面13下方，通过打开不同位置、不同数量的通气管道来达到释放气体的目的，从而通过气压的作用将土体抛射出去。通过调节边坡土体7中电磁铁电流的大小来控制对被抛射土体中片状的柔性铁皮15的吸引力，以达到模拟不同土体结构面的粘聚力的目的。

进一步的，所述实验装置采用磁动式抛射动力系统，所述磁动式抛射动力系统与气动式抛射动力系统结构相同，其不包括通气管道8和氮气瓶9。

进一步的，所述磁性填充物16用于充当模拟结构面13中的填充物质，当调节电流大小时，可控制电磁铁的磁力大小变化，以达到调节结构面粘聚力的作用。

进一步的，所述高强纤维透气层14可以透气但隔绝透水土，设在透气孔和模拟结构面13衔接处。

进一步的，所述加速度传感器10、位移传感器11和应力传感器12设置在模拟结构面13中，用来记录下土体抛射时力的变化情况、位移情况以及土体加速度数值，根据得出的数据可绘制出土体被抛射距离与抛射应力的关系图、抛射土体加速度与瞬时应力之间的关系图、结构面c、φ值及坡体断裂程度对抛射参数影响关系图，用以研究不同c、φ值对滑坡体及滑裂带的影响。

进一步的，所述模拟降雨装置5包括设置在边坡土体7正上方的主导水管21，所述主导水管21上连接有多根分支的分导水管22，所述分导水管22的底部均布安装有多个喷头18，所述主导水管21上安装有阀门20和流量计19。通过对阀门20的控制来控制雨量大小，并可以通过流量计控制整体降水量。

进一步的，所述振动装置3包括多个均布的上下振动缸25，所述上下振动缸25的顶部固定有支撑层板26，所述支撑层板26的顶部固定有左右振动缸27，所述左右振动缸27的活塞杆末端固定有滑动支柱24，所述滑动支柱24的顶部固定有支撑层板。整个振动装置3分为两层，下面一层由上下振动缸负责上下振动，用来模拟地震中的纵波，上面一层通过左右推杆负责左右振动，用来模拟地震中的横波。

进一步的，所述通气管道8共有多根，分别预埋在边坡土体7内部的不同位置。

进一步的，所述边坡土体7的侧面布置有高清摄影装置4。通过高清摄影装置4能够记录被抛射土体被抛射过程中的运动轨迹，进而方便其后续的研究。

进一步的，所述气动式抛射动力系统还包括模拟冰冻装置6，所述模拟冰冻装置6安装在双层隔热板23内，并做成墙壁的形式；所述模拟冰冻装置6是单独分离出来的部分，根据使用情况选择安装，模拟冰冻装置6使得整个装置模拟在冬天寒冷情况下的工作形态和运行方式。在模型外壁安装好冷冻墙后再到上层安装一层玻璃方便观察，保证好密封性。当然，也可以把制冷装置安置在模型内部，其外部只要保证好密封性并方便观察即可。

实施例2：

一种模拟抛射型滑坡实验装置的实验方法，采用所述气动式抛射动力系统实验方法步骤如下：

步骤1：模拟结构面13制作：模拟结构面13是位于抛射部分和被抛射土体的断裂层，具有一定的气密性和连通性，根据现场取样、室内岩土实验和三维扫描分析法对原结构面构成以及结构面表面形貌进行分析，制作岩石自然结构面，在模拟结构面13中放置一些磁性填充物16，以此来模拟现实中结构面中的粘结物质；通过调节电流大小时，结构面之间的粘结力也就可调了，这样还可以代替降雨和冰冻，通过调节电流大小来改变滑带中的c、φ值来模拟真实降雨和冰冻环境下的c、φ值，实现干燥条件下滑带的软化模拟；

步骤2：安置氮气瓶9、加速度传感器10、位移传感器11和应力传感器12：在制作边坡土体7的同时在相应的结构面下方位置安置氮气瓶9与多个不同的传感器，并且在各个方位设置通气管道8，保证通气管能够自由调整位置使得最终抛射位置不一；

步骤3：环境控制：根据实验的要求考虑是否开启模拟降雨装置5与模拟冰冻装置6，控制密闭空间内的温度与湿度以及边坡土体含水量与冰冻程度；

步骤4：安装高清摄影装置4：将高清摄影装置4安装在边坡模型的旁边，以便完整的记录下整个实验过程；

步骤5：振动作用的操作流程：只开启振动装置3与高清摄影装置4，将地震的具体振动频率与振动幅度测量计算出来将其换算到计算机上据此启动振动台模拟出地震并与此同时开启高清摄影装置4拍摄振动过程；振动一段时间后，观测边坡抛射情况，读出各传感器的读数，分别记录下在此次抛射的应力情况、位移情况、加速度数值；

步骤6：气压喷射作用的操作步骤：将边坡还原成抛射前的情况，并保持环境跟抛射前基本相同，打开氮气瓶，当充气到一定值后发生土体抛射，读出各传感器的读数，分别记录下在此时抛射时的临界气压、应力情况、位移情况、加速度数值；

步骤7：振动与气压喷射同时作用的操作步骤：还原边坡，打开振动装置和氮气瓶，并开启高清摄影装置4，在土体抛射后，读出各传感器的读数并分别记录下在此时抛射时的位移距离、临界气压、应力情况、加速度数值，根据所得的数据分析它们之间的相互作用关系，为研究该类型的滑坡打下基础。

实施例3：

采用所述磁动式抛射动力系统实验方法步骤如下：

步骤1：模拟结构面13的制作：在边坡土体7和被抛射土体中都安装电磁铁17，并把片状的柔性铁皮15安装到相应模拟结构面13的下方，使其受力均匀；根据磁体间的排斥原理，当通电后，两者就会产生一种斥力，以此来代替气压给的力，通过调节被抛射土体中电磁铁中电流的大小来模拟气压的大小，具体为在相应的结构面下方位置安装好可调节电流大小的电磁铁，并把原本在被抛射土体底部安装的片状的柔性铁皮15安装到相应结构面的下方；

步骤2：磁性结构面的控制：通过调节被抛射土体中电磁铁17中电流的大小来进行粘结力的调节，这样还可以用来代替降雨和冰冻装置，通过调节电流大小来改变滑带中的c、φ值来模拟真实降雨和冰冻环境下的c、φ值，也可以直接采用模拟降雨装置和模拟冰冻装置；

步骤5：振动作用的操作流程：只开启振动装置3与高清摄影装置4，将地震的具体振动频率与振动幅度测量计算出来将其换算到计算机上据此启动振动台模拟出地震并与此同时开启高清摄影装置4拍摄振动过程；振动一段时间后，观测边坡抛射情况，读出各传感器的读数，分别记录下在此次抛射的应力情况、位移情况、加速度数值；

步骤6：磁力抛射作用的操作步骤：将边坡还原成抛射前的情况，并保持环境跟抛射前基本相同，慢慢增强电磁铁电流，当电流达到一定值后发生土体抛射，读出各传感器的读数，分别记录下在此时抛射时的临界气压、应力情况、位移情况、加速度数值；

步骤7：振动与磁力抛射同时作用的操作步骤：还原边坡，打开振动装置并慢慢增强电磁铁电流，并开启高清摄影装置4，在土体抛射后，读出各传感器的读数并分别记录下在此时抛射时的位移距离、临界气压、应力情况、加速度数值，根据所得的数据分析它们之间的相互作用关系，为研究该类型的滑坡打下基础。

Claims (7)

1.一种模拟抛射型滑坡实验装置的实验方法，所述实验装置采用气动式抛射动力系统，所述气动式抛射动力系统包括振动装置（3），所述振动装置（3）的顶部设置有模拟结构面（13），所述模拟结构面（13）上设置有边坡土体（7），所述边坡土体（7）的内部通过通气管道（8）与氮气瓶（9）相连，所述模拟结构面（13）的顶部设置有模拟降雨装置（5），所述模拟结构面（13）和边坡土体（7）之间设置有高强纤维透气层（14）、加速度传感器（10）、位移传感器（11）和应力传感器（12），所述模拟结构面（13）内部填充有磁性填充物（16），并在边坡土体（7）的内部设置有电磁铁（17），所述电磁铁（17）与布置在被抛射土体中的柔性铁皮（15）相配合，并产生电磁力；

所述实验装置采用磁动式抛射动力系统，所述磁动式抛射动力系统与气动式抛射动力系统结构相同，其不包括通气管道（8）和氮气瓶（9）；

采用所述磁动式抛射动力系统实验方法步骤如下：

步骤1：模拟结构面（13）的制作：在边坡土体（7）和被抛射土体中都安装电磁铁（17），并把片状的柔性铁皮（15）安装到相应模拟结构面（13）的下方，使其受力均匀；根据磁体间的排斥原理，当通电后，两者就会产生一种斥力，以此来代替气压给的力，通过调节被抛射土体中电磁铁中电流的大小来模拟气压的大小，具体为在相应的结构面下方位置安装好可调节电流大小的电磁铁，并把原本在被抛射土体底部安装的片状的柔性铁皮（15）安装到相应结构面的下方；

步骤2：磁性结构面的控制：通过调节被抛射土体中电磁铁（17）中电流的大小来进行粘结力的调节，这样还可以用来代替降雨和冰冻装置，通过调节电流大小来改变滑带中的粘聚力c以及内摩擦角φ值来模拟真实降雨和冰冻环境下的粘聚力c以及内摩擦角φ值，实现干燥条件下滑带的软化模拟；

步骤5：振动作用的操作流程：只开启振动装置（3）与高清摄影装置（4），将地震的具体振动频率与振动幅度测量计算出来将其换算到计算机上据此启动振动台模拟出地震并与此同时开启高清摄影装置（4）拍摄振动过程；振动一段时间后，观测边坡抛射情况，读出各传感器的读数，分别记录下在此次抛射的应力情况、位移情况、加速度数值；

步骤6：磁力抛射作用的操作步骤：将边坡还原成抛射前的情况，并保持环境跟抛射前基本相同，慢慢增强电磁铁电流，当电流达到一定值后发生土体抛射，读出各传感器的读数，分别记录下在此时抛射时的临界气压、应力情况、位移情况、加速度数值；

步骤7：振动与磁力抛射同时作用的操作步骤：还原边坡，打开振动装置并慢慢增强电磁铁电流，并开启高清摄影装置（4），在土体抛射后，读出各传感器的读数并分别记录下在此时抛射时的位移距离、临界气压、应力情况、加速度数值，根据所得的数据分析它们之间的相互作用关系，为研究该类型的滑坡打下基础。

2.根据权利要求1所述的一种模拟抛射型滑坡实验装置的实验方法，其特征在于：所述模拟降雨装置（5）包括设置在边坡土体（7）正上方的主导水管（21），所述主导水管（21）上连接有多根分支的分导水管（22），所述分导水管（22）的底部均布安装有多个喷头（18），所述主导水管（21）上安装有阀门（20）和流量计（19）。

3.根据权利要求1所述的一种模拟抛射型滑坡实验装置的实验方法，其特征在于：所述振动装置（3）包括多个均布的上下振动缸（25），所述上下振动缸（25）的顶部固定有支撑层板（26），所述支撑层板（26）的顶部固定有左右振动缸（27），所述左右振动缸（27）的活塞杆末端固定有滑动支柱（24），所述滑动支柱（24）的顶部固定有支撑层板。

4.根据权利要求1所述的一种模拟抛射型滑坡实验装置的实验方法，其特征在于：所述通气管道（8）共有多根，分别预埋在边坡土体（7）内部的不同位置。

5.根据权利要求1所述的一种模拟抛射型滑坡实验装置的实验方法，其特征在于：所述边坡土体（7）的侧面布置有高清摄影装置（4）。

6.根据权利要求1所述的一种模拟抛射型滑坡实验装置的实验方法，其特征在于：所述气动式抛射动力系统还包括模拟冰冻装置（6），所述模拟冰冻装置（6）安装在双层隔热板（23）内，并做成墙壁的形式；所述模拟冰冻装置（6）是单独分离出来的部分，根据使用情况选择安装，模拟冰冻装置（6）使得整个装置模拟在冬天寒冷情况下的工作形态和运行方式。

7.根据权利要求1-6任意一项所述一种模拟抛射型滑坡实验装置的实验方法，其特征在于，采用所述气动式抛射动力系统实验方法步骤如下：

步骤1：模拟结构面（13）制作：模拟结构面（13）是位于抛射部分和被抛射土体的断裂层，具有一定的气密性和连通性，根据现场取样、室内岩土实验和三维扫描分析法对原结构面构成以及结构面表面形貌进行分析，制作岩石自然结构面，在模拟结构面（13）中放置一些磁性填充物（16），以此来模拟现实中结构面中的粘结物质；通过调节电流大小时，结构面之间的粘结力也就可调了，这样还可以代替降雨和冰冻，通过调节电流大小来改变滑带中的粘聚力c以及内摩擦角φ值来模拟真实降雨和冰冻环境下的粘聚力c以及内摩擦角φ值，实现干燥条件下滑带的软化模拟；

步骤2：安置氮气瓶（9）、加速度传感器（10）、位移传感器（11）和应力传感器（12）：在制作边坡土体（7）的同时在相应的结构面下方位置安置氮气瓶（9）与多个不同的传感器，并且在各个方位设置通气管道（8），保证通气管能够自由调整位置使得最终抛射位置不一；

步骤3：环境控制：根据实验的要求考虑是否开启模拟降雨装置（5）与模拟冰冻装置（6），控制密闭空间内的温度与湿度以及边坡土体含水量与冰冻程度；

步骤4：安装高清摄影装置（4）：将高清摄影装置（4）安装在边坡模型的旁边，以便完整的记录下整个实验过程；

步骤5：振动作用的操作流程：只开启振动装置（3）与高清摄影装置（4），将地震的具体振动频率与振动幅度测量计算出来将其换算到计算机上据此启动振动台模拟出地震并与此同时开启高清摄影装置（4）拍摄振动过程；振动一段时间后，观测边坡抛射情况，读出各传感器的读数，分别记录下在此次抛射的应力情况、位移情况、加速度数值；

步骤6：气压喷射作用的操作步骤：将边坡还原成抛射前的情况，并保持环境跟抛射前基本相同，打开氮气瓶，当充气到一定值后发生土体抛射，读出各传感器的读数，分别记录下在此时抛射时的临界气压、应力情况、位移情况、加速度数值；

步骤7：振动与气压喷射同时作用的操作步骤：还原边坡，打开振动装置和氮气瓶，并开启高清摄影装置（4），在土体抛射后，读出各传感器的读数并分别记录下在此时抛射时的位移距离、临界气压、应力情况、加速度数值，根据所得的数据分析它们之间的相互作用关系，为研究该类型的滑坡打下基础。

Images