CN116519242A - 一种含空腔的斜坡模型及其空腔超静空隙气压的测试方法 - Google Patents

一种含空腔的斜坡模型及其空腔超静空隙气压的测试方法 Download PDF

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CN116519242A CN202310227143.5A CN202310227143A CN116519242A CN 116519242 A CN116519242 A CN 116519242A CN 202310227143 A CN202310227143 A CN 202310227143A CN 116519242 A CN116519242 A CN 116519242A
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Abstract

本发明公开了一种含空腔的斜坡模型及其空腔超静空隙气压的测试方法,包括有模型箱本体,模型箱本体的前、后侧均设置有机玻璃;模型箱本体内一侧设置有田字型空腔斜坡,另一侧设置有一字型空腔斜坡;田字型空腔斜坡和一字型空腔斜坡通过若干分层面分隔成若干岩层,田字型空腔斜坡中上部的一处岩层上设置有若干田字型空腔,一字型空腔斜坡中上部的一处岩层上设置有一字型空腔;在斜坡空腔边侧设置有气压计。本发明的含空腔的地震斜坡模型包括田字型空腔斜坡和田字型空腔斜坡,可以对比斜坡在激发方向与非激发法向的振动响应特征;还可以用于对比不同类型的空腔在同一振动条件作用下斜坡及空腔的变形损伤特征差异。

Description

一种含空腔的斜坡模型及其空腔超静空隙气压的测试方法
技术领域
本发明涉及地质灾害防治领域,尤其涉及一种含空腔的斜坡模型及其空腔超静空隙气压的测试方法。
背景技术
我国是一个震灾严重的国家,且地震滑坡是地震引起的重要次生灾害之一,极易对周围建筑及人民生命财产造成极大威胁,故对于地震滑坡相关理论研究以及对地震滑坡灾害的防治与治理是国内外大量学者研究的重点。其中,物理模拟试验由于其试验结果较为直观,试验场地随机,试验材料易获取,干扰因素较少等优点,成为研究滑坡启动机制研究的常用方法。
目前国内外对滑坡启动机制主要是针对地震惯性力与坡体中超空隙水压力骤增共同作用,进而诱发地震过程中斜坡的失稳或者强震作用下坡体震裂松弛和解体,从而导致塑性区形成贯通面形成滑坡这两种方面的研究。然而对于强震作用下不含水的斜坡空腔体内产生的超静空隙气压对斜坡内部造成的力学损伤引起斜坡失稳这类现象并未做相关研究。
现有的地震斜坡模型一般较大,制造工艺复杂,成本较高,用于前述研究,还会存在如下一些问题:1、现有的地震斜坡模型不能模拟强震作用下不含水的斜坡空腔体内产生的超静空隙气压对斜坡内部造成的力学损伤,很难多方面的反映斜坡地质构造及岩性参数;2、现有的地震斜坡模型体积较大,制作时间长,制作工艺复杂,很难改变斜坡模型结构重复进行试验;3、现有的地震斜坡模型非常笨重,试验时振动台的振动强度在斜坡模型上损失较大,从而影响试验的精度。为此,有必要提出一种能真实反映地质构造及岩性参数的含空腔的斜坡模型及其空腔超静空隙气压的测试方法。
发明内容
针对现有技术的上述不足,本发明提供了一种真实反映地质构造及岩性参数的含空腔的斜坡模型及其空腔超静空隙气压的测试方法。
为达到上述发明目的,本发明所采用的技术方案为:包括有模型箱本体,模型箱本体的前、后侧均设置有开口,开口内镶嵌固定有机玻璃;模型箱本体的底部四周设置有若干底部固定板,底部固定板上设置有安装通孔;模型箱本体内一侧设置有田字型空腔斜坡,另一侧设置有一字型空腔斜坡,田字型空腔斜坡和一字型空腔斜坡对称设置,田字型空腔斜坡和一字型空腔斜坡之间设置成V型谷;田字型空腔斜坡和一字型空腔斜坡通过若干分层面分隔成若干岩层,田字型空腔斜坡中上部的一处岩层上设置有若干田字型空腔,一字型空腔斜坡中上部的一处岩层上设置有若干一字型空腔,田字型空腔与一字型空腔设置在高度相同的岩层内;田字型空腔斜坡、一字型空腔斜坡的岩层均采用斜坡模型材料压实而成;两处有机玻璃上设置有若干气压测试孔,气压测试孔内密封安装有气压计,若干气压计设置在不同空腔内,田字型空腔斜坡和一字型空腔斜坡上的气压计对称设置。
进一步地,模型箱本体的左、右两侧设置有凹槽,凹槽内设置有若干处竖向的箱体加固支撑柱;模型箱本体的顶部还设置有两处横向固定支撑梁。
进一步地,模型箱本体的外部均布设置有四处吊钩,吊钩的底部设置有弧形凹槽。
进一步地,模型箱本体的前、后侧的开口处还设置有C型钢构件,C型钢构件竖向设置在有机玻璃外侧,且位于开口处的竖向中心线上。
进一步地,斜坡模型材料包括有重晶石粉、膨润土和石蜡油,重晶石粉、膨润土、石蜡油的重量份为65份、16份、15份。
进一步地,田字型空腔斜坡、田字型空腔斜坡的岩层厚度为10-20cm,每一层岩层的水平倾斜角度约15°。
进一步地,田字型空腔斜坡和田字型空腔斜坡的前、后侧均设置有三处气压计,其中三处气压计位于三层不同的空腔内。
进一步地,模型箱本体的左、右侧内壁处均设置有减震层,减震层为聚乙烯泡沫板或者海绵板。
进一步地,分层面为铝箔纸,分层面的上表面还铺设有滑石粉层。
一种利用含空腔的地震斜坡模型进行空腔超静空隙气压测试方法,包括有如下步骤;具体包括:
步骤S1:在模型箱本体内设置田字型空腔斜坡和一字型空腔斜坡,并安装监测设备,准备好含空腔的地震斜坡模型;具体包括:
步骤S11,在模型箱本体左、右内壁两侧分别设置一层减震层;
步骤S12,在模型箱本体右侧开始堆砌田字型空腔斜坡,并通过若干分层面分隔开成若干岩层,选取中上部位置的一处岩层,并在该岩层上设置田字型空腔;
步骤S13,在田字型空腔处的有机玻璃的气压测试孔处,将气压计的橡胶管从气压测试孔伸入田字型空腔内,并将气压计固定在有机玻璃上;
步骤S14,在模型箱本体左侧开始堆砌一字型空腔斜坡,并通过若干分层面分隔开成若干岩层,选取中上部位置的一处岩层,并在该岩层上设置一字型空腔;
步骤S15,在一字型空腔处的有机玻璃的气压测试孔处,将气压计的橡胶管从气压测试孔伸入一字型空腔斜坡内,并将气压计固定在有机玻璃上;
步骤S16,最后在田字型空腔斜坡和一字型空腔斜坡之间设置成V型谷;完成田字型空腔斜坡和一字型空腔斜坡的试验准备;
步骤S2:将含空腔的地震斜坡模型利用起重机吊装运输到振动试验台并固定,并对气压计调试校准,保证观测数值的精度;
步骤S3:在模型箱本体的两面有机玻璃处放置高速摄像记录仪,用于记录振动过程中空腔的变形破坏特征;
步骤S4:启动振动台进行测试,先施加白噪声,再利用振动台加载不同强度的汶川波,最后利用振动台加载不同加速度、不同频率的正弦波;加载过程中进行气压计数据监测并进行记录,以及记录观测斜坡整体的变形破坏特征,直到完成地震斜坡模拟试验;具体包括:
步骤S41:启动振动台进行测试,先施加0.05g白噪声,白噪声施加时间为30s;
步骤S42:再利用振动台试验施加汶川波,汶川波按0.15g、0.25g、0.35g强度分三次进行递增逐次施加,汶川波每次振动的时间为30s;
步骤S43:最后利用振动台试验进行三组强度不同的正弦波施加,每组正弦波采用三种不同频率进行施加;施加的每组正弦波按0.3g、0.4g、0.5g强度分三组进行递增逐次施加,每组正弦波按7Hz、5Hz、3Hz的频率依次各施加三次,每次振动时间为10s。
本发明的有益效果为:
(1)本发明的通过厚钢材与有机玻璃制作地震模拟滑坡试验专用模型箱,厚钢材保证了模型箱的整体刚度,确保了试验的安全性;在模型箱本体的侧面即斜坡坡面两侧设置有机玻璃,可以直观地观测振动时斜坡整体及空腔的变形破坏特征。
(2)本发明的地震斜坡模型体积适中,制作周期短,取材方便,仅需人工就可以手工制作完成,可以在短时间内重新改变模型结构进行重复性试验,试验效率高,并可获得多种不同条件下的试验结果。模型箱本体底部与振动台之间通过若干底部固定板和螺栓连接,底部固定板与振动台接触面积大,进一步的增加了模型箱本体与振动台的接触面积,配合螺栓连接,使得振动台的振动频率、强度传递更加精确,进一步的确保了试验的精准度。该地震斜坡模型操作、安装、调试较为简单易懂。
(3)给出了一种测试斜坡空腔中超静空隙气压的方法。通过对试验过程中气压传感器数值变化规律分析,得到斜坡空腔中的超静空隙气压对斜坡变形破坏的影响,能够直观的定性或定量获得斜坡空腔在强震作用下产生的超静空隙气压对四周岩体产生的劈裂效应、裂缝发生及扩展贯通的整个过程。试验结果较为直观准确。
(4)本发明的含空腔的地震斜坡模型内相对设置的田字型空腔斜坡和一字型空腔斜坡,可以对比斜坡在激发方向与非激发法向的振动响应特征;田字型空腔斜坡和一字型空腔斜坡还可以用于对比不同类型的空腔结构在同一振动条件下斜坡的变形破坏特征差异。
(5)本发明的含空腔的地震斜坡模型固定在振动台上,可以进行振动试验并监测气压传感器数值,获取模拟地震振动至边坡失稳的气压变化规律,用于研究斜坡的超静空隙气压及其在斜坡变形破坏过程中的作用机理。
(6)本发明的空腔超静空隙气压测试方法通过依次施加白噪声、汶川波和正弦波,使其在试验过程中能够逐步观测到在不同震级作用下斜坡中的超静空隙气压的产生和波动,从而分析斜坡中超静空隙气压的产生条件和影响因素。
附图说明
图1为本发明含空腔的地震斜坡模型的整体外形示意图;
图2为含空腔的地震斜坡模型的下视图;
图3为含空腔的地震斜坡模型的侧视图;
图4为含空腔的地震斜坡模型的正视图;
图5为含空腔的地震斜坡模型正视方向的结构示意图;
图6为含空腔的地震斜坡模型俯视方向的结构示意图。
图中主要部件符号说明如下:
1、模型箱本体;2、箱体加固支撑柱;3、吊钩;4、底部固定板;5、横向固定支撑梁;6、C型钢构件;7、有机玻璃;8、减震层;9、田字型空腔斜坡;10、分层面;11、气压计;12、气压测试孔;13、田字型空腔;14、一字型空腔斜坡;15、一字型空腔。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述,以便于本技术领域的技术人员理解本发明,但应该清楚,本发明不限于具体实施方式的范围,对本技术领域的普通技术人员来讲,只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内,这些变化是显而易见的,一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1、2、3和4所示,一种含空腔的斜坡模型包括有模型箱本体1,模型箱本体1的前、后侧均设置有开口,开口内镶嵌固定有机玻璃7。模型箱本体1的底部四周设置有26处底部固定板4,底部固定板4上设置有安装通孔。模型箱本体1内一侧设置有田字型空腔斜坡9,另一侧设置有一字型空腔斜坡14,田字型空腔斜坡9和一字型空腔斜坡14对称设置,田字型空腔斜坡9和一字型空腔斜坡14之间设置成V型谷;田字型空腔斜坡9和一字型空腔斜坡14通过若干分层面10分隔成若干岩层,田字型空腔斜坡9中上部的一处岩层上设置有3排田字型空腔13,一字型空腔斜坡14中上部的一处岩层上设置有3排一字型空腔15,田字型空腔13与一字型空腔15设置在高度相同的岩层内。田字型空腔斜坡9、一字型空腔斜坡14的岩层均采用斜坡模型材料压实而成。其中斜坡模型材料包括有重晶石粉、膨润土和石蜡油,重晶石粉、膨润土、石蜡油的重量份为65份、16份、15份。可通过不同的压实程度代表不同的岩性特征,合成压实后的材料重度与普通岩石重度相当。
其中三处一字型空腔15且平行设置,位于一字型空腔斜坡14的第四层岩层内。三处田字型空腔13首尾连接,位于田字型空腔斜坡9的第四层岩层内。一字型空腔15和田字型空腔13的形成方法,将该层的岩层压实以后,在岩层的上表面挖出一字型空腔15和田字型空腔13,后续铺上分层面10即可,尽量保证一字型空腔15和田字型空腔13的横截面积相同。
如图5中,田字型空腔斜坡9和一字型空腔斜坡14的岩层各有六层,位于最底层的岩层截面呈直角三角形。三处气压计11分别安装在第二层、第三层和第四层,三处气压计11设置在靠近模型箱本体1的边侧位置。最上面三层的左、右岩层在中部临空。其中田字型空腔13和一字型空腔15的截面尺寸优选为50×80mm,其目的在于明显地观测出田字型空腔13变形破坏特征的同时保证斜坡不至于迅速损坏。
田字型空腔斜坡9、一字型空腔斜坡14的岩层厚度为10-20cm,最底层的岩层呈直角三角形,短直角边的高度大于10cm即可;每一层岩层的水平倾斜角度大于等于10°,岩层的水平倾角优选为15°。分层面10为铝箔纸,分层面10的上表面还铺设有滑石粉层;其目的在于铝箔纸强度低,加上滑石粉后摩擦系数小,代表强度降低的岩层面。
如图4和5所示,两处有机玻璃7上设置有若干气压测试孔12,气压测试孔12内密封安装有气压计11,将气压计11的橡胶管从气压测试孔12伸入田字型空腔斜坡9或者一字型空腔斜坡14内,气压计11固定在有机玻璃7上;若干气压计11设置在不同空腔内,其中田字型空腔斜坡9和一字型空腔斜坡14中的气压计11对称设置。在两面有机玻璃7相应位置设置气压测试孔12共12个,田字型空腔斜坡9和田字型空腔斜坡9的前、后侧均设置有三处气压计11,其中三处气压计11位于三层不同的岩层内。其中气压测试孔12的直径均为5mm,其目的在于方便气压计11安装至斜坡空腔内。
在本实施例中,模型箱本体1的左、右侧内壁处均设置有减震层8,减震层8优选为厚100mm、长1200mm、宽1100mm聚乙烯泡沫板或者海绵板。目的在于减少模型田字型空腔斜坡9与模型箱本体1之间的边界效应,从而提高试验精度。
在本实施例中,模型箱本体1的左、右两侧设置有凹槽,凹槽内设置有若干处竖向的箱体加固支撑柱2;模型箱本体1左、右侧墙体设置40mm深的矩形凹槽凹面,方便焊接两根箱体加固支撑柱2。箱体加固支撑柱2目的在于提高模型箱本体1的竖向可靠度,防止在模型箱本体1在振动试验时发生损坏。其中箱体加固支撑柱2长为40mm,宽为40mm,高为1100mm,两根箱体加固支撑柱2按中心水平间距500mm分布。
在本实施例中,模型箱本体1尺寸为长1800mm、宽1500mm、高1200mm,模型箱本体1总重约300kg。此大小及重量刚好适用于试验人员在模型箱本体1内进行斜坡模型的制作及各种调试工作,并且方便运输。仅以此作为准原型模型为例作说明。
在本实施例中,模型箱本体1的前、后侧开口镶嵌的有机玻璃7,有机玻璃7为亚克力板,其中有机玻璃7的长1600mm、宽1100mm、厚度为12mm;其目的在于在振动试验时能明显观测模型箱内斜坡的变形破坏过程并且不至于在振动时损坏。
在本实施例中,模型箱本体1的顶部还设置有两处横向固定支撑梁5。并且,在模型箱本体1顶部设置2根横向固定支撑梁5,其中横向固定支撑梁5为长1700mm、宽25mm、高25mm、厚3mm的空心钢管,2根横向固定支撑梁5按照中心间距500mm分布。其目的在于提高模型箱本体1的横向可靠度,确保模型箱在振动时的稳定性,防止在模型箱本体1在振动试验时发生损坏。
在本实施例中,模型箱本体1的外部均布设置有四处吊钩3,吊钩3的底部设置有弧形凹槽;模型箱底部四角设有吊钩,方便起重机运输,确保了模型箱运输的便捷性。其中4个吊装移动构件3材质形状均相同,长为60mm、宽100mm、厚10mm,装移动构件3呈长条状,在吊装移动构件3的底部设置有直径40mm的半圆孔洞,半圆孔洞能契合模型箱本体1的整体吊装,分散模型箱本体1吊装时的受力,在利用吊装移动构件3对模型箱本体1进行吊装时,防止模型箱本体1在吊装运输过程中产生变形,避免影响后续测试试验,同时保证起重机起吊运输模型箱本体1的稳定性,同时方便模型箱本体1的运输。
在本实施例中,模型箱本体1的长度方向两侧设置有七处底部固定板4,模型箱本体1的宽度方向两侧设置有六处底部固定板4。底部固定板4的长300mm、宽150mm、厚10mm并在中心部位设置直径8mm的螺孔。在模型箱本体1长度方向的两侧设置的7个底部固定板4按照中心间距275mm均匀分布;在模型箱本体1宽度方向的设置的6个底部固定板4按照中心间距270mm均匀分布。底部固定板4的目的在于运输到振动台时利用螺孔固定于振动台上,防止振动时造成损坏,保证试验的安全性。
在本实施例中,模型箱本体1的前、后侧的开口处还设置有C型钢构件6,C型钢构件6竖向设置在有机玻璃7外侧,且位于开口处的竖向中心线上。其中C型钢构件6长为1100mm、宽80mm、高20mm、厚3mm,通过焊接方式连接在模型箱本体1上,提高了有机玻璃的整体刚度。其目的在于运输及振动试验时保证有机玻璃7及模型箱本体1不被损坏从而干扰试验结果。
一种利用含空腔的斜坡模型进行空腔超静空隙气压的测试方法,包括有如下步骤;具体包括:一种含空腔的斜坡模型及其空腔超静空隙气压的测试方法
步骤S1:在模型箱本体1内设置田字型空腔斜坡9和一字型空腔斜坡14,并安装监测设备,准备好含空腔的地震斜坡模型;具体包括:
步骤S11,在模型箱本体1左、右内壁两侧分别设置一层减震层8;
步骤S12,在模型箱本体1右侧开始堆砌田字型空腔斜坡9,并通过若干分层面10分隔开成若干岩层,选取中上部位置的一处岩层,并在该岩层上设置田字型空腔13;
步骤S13,在田字型空腔13处的有机玻璃7的气压测试孔12处,将气压计11的橡胶管从气压测试孔12伸入田字型空腔13内,并将气压计11固定在有机玻璃7上;
步骤S14,在模型箱本体1左侧开始堆砌一字型空腔斜坡14,并通过若干分层面10分隔开成若干岩层,选取中上部位置的一处岩层,并在该岩层上设置一字型空腔14;
步骤S15,在一字型空腔15处的有机玻璃7的气压测试孔12处,将气压计11的橡胶管从气压测试孔12伸入一字型空腔斜坡14内,并将气压计11固定在有机玻璃7上;
步骤S16,最后在田字型空腔斜坡9和一字型空腔斜坡14之间设置成V型谷;完成田字型空腔斜坡9和一字型空腔斜坡14的试验准备;
步骤S2:将含空腔的地震斜坡模型利用起重机吊装运输到振动试验台并固定,并对气压计11调试校准,保证观测数值的精度;
步骤S3:在模型箱本体1的两面有机玻璃7处放置高速摄像记录仪,用于记录振动过程中空腔的变形破坏特征;
步骤S4:启动振动台进行测试,先施加白噪声,再利用振动台加载不同强度的汶川波,最后利用振动台加载不同加速度、不同频率的正弦波;加载过程中进行气压计数据监测并进行记录,以及记录观测斜坡整体的变形破坏特征,直到完成地震斜坡模拟试验;具体包括:
步骤S41:启动振动台进行测试,先施加0.05g白噪声,白噪声施加时间为30s;
步骤S42:再利用振动台试验施加汶川波,汶川波按0.15g、0.25g、0.35g强度分三次进行递增逐次施加,汶川波每次振动的时间为30s;
步骤S43:最后利用振动台试验进行三组强度不同的正弦波施加,每组正弦波采用三种不同频率进行施加;施加的每组正弦波按0.3g、0.4g、0.5g强度分三组进行递增逐次施加,每组正弦波按7Hz、5Hz、3Hz的频率依次各施加三次,每次振动时间为10s。

Claims (9)

1.一种含空腔的斜坡模型,其特征在于,包括有模型箱本体(1),所述模型箱本体(1)的前、后侧均设置有开口,所述开口内镶嵌固定有机玻璃(7);所述模型箱本体(1)的底部四周设置有若干底部固定板(4),所述底部固定板(4)上设置有安装通孔;
所述模型箱本体(1)内一侧设置有田字型空腔斜坡(9),另一侧设置有一字型空腔斜坡(14),所述田字型空腔斜坡(9)和所述一字型空腔斜坡(14)对称设置,所述田字型空腔斜坡(9)和所述一字型空腔斜坡(14)之间设置成V型谷;所述田字型空腔斜坡(9)和所述一字型空腔斜坡(14)通过若干分层面(10)分隔成若干岩层,所述田字型空腔斜坡(9)中上部的一处岩层上设置有若干田字型空腔(13),所述一字型空腔斜坡(14)中上部的一处岩层上设置有若干一字型空腔(15),所述田字型空腔(13)与所述一字型空腔(15)设置在高度相同的岩层内;所述田字型空腔斜坡(9)、所述一字型空腔斜坡(14)的岩层均采用斜坡模型材料压实而成;
两处所述有机玻璃(7)上设置有若干气压测试孔(12),所述气压测试孔(12)内密封安装有气压计(11),若干所述气压计(11)设置在不同空腔中,所述田字型空腔斜坡(9)和所述一字型空腔斜坡(14)上的气压计(11)对称设置。
2.根据权利要求1所述的含空腔的斜坡模型,其特征在于,所述模型箱本体(1)的外部均布设置有四处吊钩(3),所述吊钩(3)的底部设置有弧形凹槽。
3.根据权利要求1所述的含空腔的斜坡模型,其特征在于,所述模型箱本体(1)的左、右两侧设置有凹槽,所述凹槽内设置有若干处竖向的箱体加固支撑柱(2);所述模型箱本体(1)的顶部还设置有两处横向固定支撑梁(5)。
4.根据权利要求1所述的含空腔的斜坡模型,其特征在于,所述模型箱本体(1)的前、后侧的开口处还设置有C型钢构件(6),所述C型钢构件(6)竖向设置在所述有机玻璃(7)外侧,且位于开口处的竖向中心线上。
5.根据权利要求1所述的含空腔的斜坡模型,其特征在于,所述斜坡模型材料包括有重晶石粉、膨润土和石蜡油,所述重晶石粉、膨润土、石蜡油的重量份为65份、16份、15份。
6.根据权利要求1所述的含空腔的斜坡模型,其特征在于,所述田字型空腔斜坡(9)、所述田字型空腔斜坡(9)的岩层厚度为10-20cm,每一层所述岩层的水平倾斜角度约15°。
7.根据权利要求1所述的含空腔的斜坡模型,其特征在于,所述模型箱本体(1)的左、右侧内壁处均设置有减震层(8),所述减震层(8)为聚乙烯泡沫板或者海绵板。
8.根据权利要求1所述的含空腔的斜坡模型,其特征在于,所述分层面(10)为铝箔纸,所述分层面(10)的上表面还铺设有滑石粉层。
9.一种利用权利要求1-8任一项所述的含空腔的斜坡模型进行空腔超静空隙气压的测试方法,包括有如下步骤:
步骤S1:在模型箱本体(1)内设置田字型空腔斜坡(9)和一字型空腔斜坡(14),并安装监测设备,准备好含空腔的地震斜坡模型;具体包括:
步骤S11,在模型箱本体(1)左、右内壁两侧分别设置一层减震层(8);
步骤S12,在模型箱本体(1)右侧开始堆砌田字型空腔斜坡(9),并通过若干分层面(10)分隔形成若干岩层,选取中上部位置的一处岩层,并在该岩层上设置田字型空腔(13);
步骤S13,在田字型空腔(13)处的有机玻璃(7)的气压测试孔(12)处,将气压计(11)的橡胶管从气压测试孔(12)伸入田字型空腔(13)内,并将气压计(11)固定在有机玻璃(7)上;
步骤S14,在模型箱本体(1)左侧开始堆砌一字型空腔斜坡(14),并通过若干分层面(10)分隔形成若干岩层,选取中上部位置的一处岩层,并在该岩层上设置一字型空腔(14);
步骤S15,在一字型空腔(15)处的有机玻璃(7)的气压测试孔(12)处,将气压计(11)的橡胶管从气压测试孔(12)伸入一字型空腔斜坡(14)内,并将气压计(11)固定在有机玻璃(7)上;
步骤S16,最后在田字型空腔斜坡(9)和一字型空腔斜坡(14)之间设置成V型谷;完成田字型空腔斜坡(9)和一字型空腔斜坡(14)的试验准备;
步骤S2:将含空腔的地震斜坡模型利用起重机吊装运输到振动试验台并固定,并对气压计(11)调试校准,保证观测数值的精度;
步骤S3:在模型箱本体(1)的两面有机玻璃(7)处放置高速摄像记录仪,用于记录振动过程中空腔的变形破坏特征;
步骤S4:启动振动台进行测试,先施加白噪声,再利用振动台试验加载不同强度的汶川波,最后利用振动台加载不同加速度、不同频率的正弦波;加载过程中进行气压计数据监测并进行记录,以及记录观测斜坡整体的变形破坏特征,直到完成地震斜坡模拟试验;具体包括:
步骤S41:启动振动台进行测试,先施加0.05g白噪声,白噪声施加时间为30s;
步骤S42:再利用振动台试验施加汶川波,汶川波按0.15g、0.25g、0.35g强度分三次进行递增逐次施加,汶川波每次振动的时间为30s;
步骤S43:最后利用振动台试验进行三组强度不同的正弦波施加,每组正弦波采用三种不同频率进行施加;施加的每组正弦波按0.3g、0.4g、0.5g强度分三
组进行递增逐次施加,每组正弦波按7Hz、5Hz、3Hz的频率依次各施加三次,
每次振动时间为10s。
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