CN205643339U - 一种滑坡试验的滑槽系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种滑坡试验的滑槽系统，由供水系统、降雨系统、震动系统、滑槽(1)、支撑系统组成；其中，所述滑槽(1)置于所述支撑系统上；所述供水系统由水箱(2)和出水槽(3)组成，固定在滑槽(1)顶的一端，所述出水槽(3)连接水箱(2)和滑槽(1)顶端；所述降雨系统由水泵(5)、排水管(6)组成，所述排水管(6)由至少两排及以上的塑料管组成，设有至少两个及以上的喷头(7)，悬置于滑槽(1)上方；所述震动系统由振动仪(8)组成，置于所述滑槽(1)中部的底面。本实用新型的滑槽系统可用于模拟洪水、降雨、地震等单一或复合因素促发的滑坡试验，使各类工况滑坡试验在同一个滑槽装置内实施成为可能；并且采用该滑槽系统可开展不同滑坡坡度、不同滑槽糙率的滑坡试验。
Description
技术领域
本实用新型属于实验机械设备领域，具体涉及一种模拟地质灾害中降雨、山洪、地震等因素或单一、或复合触发滑坡的物理模型的滑槽系统。
背景技术
随着自然条件恶化，地震、滑坡、泥石流等自然灾害频繁，近年来国内外学者针对滑坡的形成机理和运移过程做了大量的研究。由于降雨、山洪和地震等多因素作用导致滑坡的形成与发生是一种非常复杂的自然现象，用数学模型描述十分困难，目前国内外众多研究者试图利用试验方法来探求滑坡形成机制，其中物理模型试验是对滑坡发生规律进行研究的有效手段之一。
然而，目前滑坡物理模型制作方面的工作多是针对单一触发机理建立相似模型，以进行地质力学模型试验，研究滑坡的形成机理、演化过程及其影响因素等。这种模型不能考虑多种触发因素下的滑坡，而且考虑地震因素时，往往采用地震台研究岩土体的变形情况，无法直观的模拟地震触发下的启动、运移。例如，期刊《岩石力学与工程学报》中的文献《雨水及库水作用下滑坡模型试验研究》公开了一种为模拟雨水及库水共同作用下滑坡体的应力、变形以及破坏的特征，而修建了一个槽长8m，宽0.8m，高3.5m的试验滑槽，并在滑槽上部屋顶安装人工降雨装置。在试验槽一段的底部为铰接，另一端可以自由抬升，最大抬升角度20°。该试验糙能模拟不同斜坡角度、不同降雨强条件下的松散体滑坡，对其他工况的滑坡试验无法实现。文献《直线型滑坡振动台模型试验及破环形态分析》中黄栋等人(2010)为研究地震条件下边坡滑动，采用二维振动台(3m×2m)满载负荷7t，最大加速度1000gal，工作频率最大50HZ，最大位移200mm。试验时，把滑坡模型安置在尺寸3m×0.4m×0.6m的大型钢槽内，用高强度螺栓将钢槽固定于振动台上，以使模型槽和振动台形成一个整体，试验采用加速度传感器对模型不同高度及位置加速度响应进行监测。该模型主要为针对固定边坡进行稳定性试验，无法研究地震作用下的松散体启动、滑移过程。
实用新型内容
针对现有滑槽系统的不足，本实用新型提出一种可模拟多种不同触发因素的滑坡工况的试验滑坡系统。
为实现上述目的，本专利的技术方案如下：一种滑坡试验的滑槽系统，由供水系统、降雨系统、震动系统、滑槽、支撑系统组成；其中，所述滑槽置于所述支撑系统上；所述供水系统由水箱和出水槽组成，固定在滑槽顶的一端，所述出水槽连接水箱和滑槽顶端；所述降雨系统由水泵、排水管组成，所述排水管由至少两排及以上的塑料管组成，设有至少两个及以上的喷头，悬置于滑槽上方；所述震动系统由振动仪组成，置于所述滑槽中部的滑槽底面。
优化的，所述支撑系统为多个支撑柱，在所述滑槽系统顶端的供水系统采用固刚接固定支撑；在滑槽处采用铰接可调节支撑。
优化的，所述支撑柱与滑槽底的铰接处增设弹簧。
优化的，所述供水系统的水泵通过三通阀门连接分别向水箱和排水管供水。
优化的，所述滑槽分为对称的两个滑道。
优化的，所述出水槽与滑槽间相连接处均采用钢丝橡胶片进行软连接。
优化的，所述喷头上有调挡旋钮。
优化的，所述滑坡试验的滑槽系统还包括电动葫芦，悬置于所述滑槽的上方。
优化的，所述滑槽侧面板采用透明板材。
优化的，所述滑槽在槽底面内铺设不同粗糙度的地毯。
本实用新型所提供的滑坡试验的滑槽系统的有益效果体现在：(1)该滑槽系统可用于模拟洪水、降雨、地震等单一或复合因素促发的滑坡试验，使各类工况滑坡试验在同一个滑槽装置内实施成为可能；(2)采用该滑槽系统可开展不同滑坡坡度、不同滑槽糙率的滑坡试验。
附图说明
图1为本实用新型的滑槽系统的侧视图。
图2为本实用新型所述水泵(5)供水的示意图。
图3为本实用新型所述排水管(6)的结构示意图。
附图中的数字标记分别是：
1—滑槽、2—水箱、3—出水槽、4—支撑柱、5—水泵、6—排水管、7—喷头、8—振动仪、9—钢丝橡胶片、10—弹簧、11—调挡旋钮、12—电动葫芦、13—三通阀门
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细说明，但是本实用新型可以有权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例一 一种滑坡试验的滑槽系统
如图1所示，本实用新型的滑坡试验的滑槽系统由供水系统、降雨系统、震动系统、滑槽1、支撑系统组成；其中，所述滑槽1置于所述支撑系统上；所述供水系统由水箱2和出水槽3组成，固定在滑槽1顶的一端，所述出水槽3连接水箱2和滑槽1顶端；所述降雨系统由水泵5、排水管6组成，所述排水管6由至少两排及以上的塑料管组成，设有至少两个及以上的喷头7，悬置于滑槽1上方；所述震动系统由振动仪8组成，置于所述滑槽1中部的底面。其中所述出水槽3为水平水槽，实现水流平缓的作用，即水流自水箱2下泄，出现一定的紊流，通过出水槽3的平缓过渡段，形成相对均匀水流。所述排水管6可以是通过三通连接的四排塑料管构成，一端封闭，另外一端连接水泵5，通过调节压力，改变降雨大小。所述振动仪8可以提供不同的振幅及振频。
所述支撑系统为多个支撑柱4，在所述滑槽系统顶端的供水系统采用固刚接固定支撑；在滑槽1处采用铰接可调节支撑。所述支撑柱4可以为两排支撑结构，滑槽系统上游的支撑柱和供水系统部分的支撑相协调，下游的支撑为可调节支撑，用于改变滑槽坡度，改变坡度时使用千斤顶实现其升降；由于供水系统及滑槽系统直接关系到滑槽坡降，因此，其高度最好按试验设计的最大坡度进行控制，后续模拟较小坡度，通过千斤顶调节。
所述支撑柱4与滑槽1底的铰接处增设弹簧10。该设计能够保证试验操作的安全性，有效控制滑槽震动在一定的振幅内。
如图2所示，所述供水系统的水泵5通过三通阀门13连接分别向水箱2和排水管6供水。水流经过水泵5传输到滑槽系统顶端，通过三通阀门13流向水箱2或者排水管6，该设计采用一个水泵实现两处水源的供给，方便易行。
所述滑槽1分为对称的两个滑道。该设计利于实现对比试验。
所述出水槽3与滑槽1间相连接处均采用钢丝橡胶片9进行软连接。所述钢丝橡胶片9为内布设钢丝的橡胶，强度高，汽车轮胎中应用此类橡胶。由于其具有较好的延展性和强度，在滑槽段震动时，不会带动水箱震动，该设计可以避免试验中滑槽震动干扰供水系统部分。
如图3所示，所述喷头7上有调挡旋钮11，方便根据实验设计调节雨量大小。
所述滑坡试验的滑槽系统还包括电动葫芦12，悬置于所述滑槽1的上方。电动葫芦能够前后、上下移动，主要用于实验土样的运送，减少人工。
所述滑槽1的侧面板采用透明板材。该设计便于试验观察，采所透明板材强度较大，如钢化玻璃等。
所述滑槽1在槽底面内铺设不同粗糙度的地毯。该设计以模拟不同的滑道糙率。
实施例二 使用本实用新型所述滑槽系统的试验
(1)模拟降雨时的实验步骤
模拟降雨对滑坡影响的实验时，将试验土样置于滑槽1顶端，打开水泵5和排出管6，控制出水量0.2L/s。试样土样在降雨入渗及汇流情况下发生失稳滑动。
(2)模拟山洪、地震同时工况下情况下的实验步骤
模拟地震对滑坡影响的实验时，将试验土样置于滑槽1顶端，供水系统从水箱2放水，控制流量为2L/s，振动仪8调节至50hz的频率、最大振幅2cm。试样土样在山洪、地震作用下发生失稳滑动。
(3)模拟降雨、地震、山洪暴发同时工况下情况下的实验步骤
模拟降雨、地震、山洪暴发情况下,将试验土样置于滑槽1顶端，供水系统从水箱2放水，流量为2L/s，振动仪8调节至50hz的频率、最大振幅2cm,降雨系统的排出管6控制出水量0.2L/s。试验土样在降雨、地震、山洪共同作用下发生失稳滑动。
本实用新型能够模拟降雨、地震、山洪暴发情况下的松散体在不同坡度、不同糙率下的滑坡启动、运移过程。采用该滑槽系统，不但可以降低试验成本，还能实现模拟对比性强的多种试验环境。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种滑坡试验的滑槽系统，其特征在于：所述滑坡试验的滑槽系统，由供水系统、降雨系统、震动系统、滑槽(1)、支撑系统组成；其中，所述滑槽(1)置于所述支撑系统上；所述供水系统由水箱(2)和出水槽(3)组成，固定在滑槽(1)顶的一端，所述出水槽(3)连接水箱(2)和滑槽(1)顶端；所述降雨系统由水泵(5)、排水管(6)组成，所述排水管(6)由至少两排及以上的塑料管组成，设有至少两个及以上的喷头(7)，悬置于滑槽(1)上方；所述震动系统由振动仪(8)组成，置于所述滑槽(1)中部的底面。
2.根据权利要求1所述的滑坡试验的滑槽系统，其特征在于：所述支撑系统为多个支撑柱(4)，在支撑所述滑槽系统顶端的供水系统处采用刚接固定支撑；在滑槽(1)处采用铰接可调节支撑。
3.根据权利要求2所述的滑坡试验的滑槽系统，其特征在于：所述支撑柱(4)与滑槽(1)底的铰接处增设弹簧(10)。
4.根据权利要求1、2、3中任一项所述的滑坡试验的滑槽系统，其特征在于：所述供水系统的水泵(5)通过三通阀门(13)连接分别向水箱(2)和排水管(6)供水。
5.根据权利要求1、2、3中任一项所述的滑坡试验的滑槽系统，其特征在于：所述滑槽(1)分为对称的两个滑道。
6.根据权利要求1、2、3中任一项所述的滑坡试验的滑槽系统，其特征在于：所述出水槽(3)与滑槽(1)间相连接处均采用钢丝橡胶片(9)进行软连接。
7.根据权利要求1、2、3中任一项所述的滑坡试验的滑槽系统，其特征在于：所述喷头(7)上有调挡旋钮(11)。
8.根据权利要求1、2、3中任一项所述的滑坡试验的滑槽系统，其特征在于：所述滑坡试验的滑槽系统还包括电动葫芦(12)，悬置于所述滑槽(1)的上方。
9.根据权利要求1、2、3中任一项所述的滑坡试验的滑槽系统，其特征在于：所述滑槽(1)观察面的侧面板采用透明板材。
10.根据权利要求1、2、3中任一项所述的滑坡试验的滑槽系统，其特征在于：所述滑槽(1)在槽底面内铺设不同粗糙度的地毯。
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