CN206056526U - 一种土石坝滑坡摄影测量实验平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种土石坝滑坡摄影测量实验平台，包括土石坝模型、模型箱系统、示踪剂、激光发射器、2台高速摄像机、计算机、数据线；土石坝模型填筑在模型箱系统内；示踪剂按照纵横多列喷洒于土石坝模型坡面上；激光发射器在土石坝模型坡面上投射纵横激光网格，形成参考点；2台高速摄像机分别布设在土石坝模型坡面上方和前方，从垂直和水平向拍摄土石坝坡面，通过数据线连接计算机，发送滑坡图像数据；计算机基于滑坡图像数据，分析计算土石坝模型坡面的滑动变形量；系统能实现土石坝滑坡的深入研究，提高对土石坝滑坡的机理认识。

Description

一种土石坝滑坡摄影测量实验平台

技术领域

本实用新型涉及土石坝变形监测领域，特别是土石坝滑坡的监测试验平台。

背景技术

土石坝滑坡是土石坝最常见的病险，影响土石坝滑坡的因素有降雨、地下水位、地震、筑坝材料、筑坝施工质量、大坝基础条件等多种因素。由于土石坝滑坡诱因复杂，且这些工程大多位于山区，地质条件复杂，同时又受到岩土力学理论、数值模拟及勘测技术的限制，土石坝滑坡机理研究是坝工研究领域的热点问题。

建立土石坝小比例模型，进行滑坡模拟实验，能够有效控制各种滑坡诱因，独立的分析各种因素对滑坡造成的影响，获得更为精细的监测数据，能够深入滑坡的诱发机理层面进行研究。为此，结合多种实验装置、高速摄像技术、图像识别技术，考虑降雨、地震、波浪因素对土石坝滑坡的影响，形成一套自动化程度高、性能强的土石坝滑坡摄影测量实验平台，实现土石坝滑坡的深入研究，提高对土石坝滑坡机理的认识。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种土石坝滑坡摄影测量实验平台，实现多种因素诱发下土石坝滑坡的试验的有效监测和研究。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是一种土石坝滑坡摄影测量实验平台，包括土石坝模型、模型箱系统、示踪剂、激光发射器、2台高速摄像机、计算机、数据线；土石坝模型填筑在模型箱系统内；示踪剂按照纵横多列喷洒于土石坝模型坡面上；激光发射器在土石坝模型坡面上投射纵横激光网格，形成参考点；2台高速摄像机分别布设在土石坝模型坡面上方和前方，从垂直和水平向拍摄土石坝坡面，通过数据线连接计算机，发送滑坡图像数据；计算机基于滑坡图像数据，分析计算土石坝模型坡面的滑动变形量。

其中，模型箱系统包括基础振动装置、波浪激发装置、降雨装置和模型箱体；模型箱体为不透水箱体，上方开口，固定在基础振动装置上；基础振动装置用于模拟地震震动对土石坝边坡的影响；波浪激发装置安装在模型箱体内，模型箱内充入一定深度水体，波浪激发装置激发波浪，用于模拟土石坝模型坡面受冲刷作用的影响；降雨装置安装在模型箱上方，向土石坝模型坡面降雨，用于模拟实际的降雨作用。

示踪剂为黄色和红色彩色淀粉，黄色用于纵向喷洒，红色用于横向喷洒，用于形成纵横向不同的标记，标示土石坝模型坡面土颗粒的滑动状态。

高速摄像机具有防水功能，用于不间断记录土石坝模型坡面的滑动过程。

激光发射器具有防水功能，用于标示土石坝模型坡面初始状态的土颗粒的原状位置。

本实用新型的有益效果是：

通过基础振动装置、波浪激发装置、降雨装置较为全面的模拟了地震、波浪和降雨对土石坝坡面的作用效果，能够实现单一因素分析或三种因素的综合分析；将纵横激光网格和示踪剂形成的纵横向标记结合，实现了土石坝模型坡面土颗粒滑动状态的有效辨识；利用高速摄像机能够不间断的快速捕捉滑坡过程，实现滑坡过程的有效采集，整个系统具有实际的应用价值。

附图说明

图1 为本实用新型一实施例结构关系示意图。

图2 为本实用新型一实施例纵横激光网格和示踪剂位置示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行进一步说明。

如图1（侧视图）所示，该实施例包括土石坝模型（灰色部分）、模型箱体、安装于模型箱体上部的降雨装置、作为模型箱体基座的基础振动装置、固定在模型箱体左侧下部的波浪激发装置、固定在模型箱体左侧上部的激光发射器。此外，一台高速摄像机位于模型箱体上部，固定在降雨装置上，俯视拍摄土石坝模型坡面；另外一台高速摄像机位于模型箱体内部左侧，固定在模型箱体左侧内壁，正视拍摄土石坝模型坡面；两条数据线分别连接高速摄像机，沿模型箱体外边布线，接入计算机。

模型箱体长2.5m，高1m，宽1m，为不透水高强度亚克力板材质，透明，能看到箱内物体。箱内盛水，水深10~25cm，通过降雨和箱体底部的水阀可以调节箱内水深。

降雨装置底端连接外接水管，通过水阀可以调节降雨量的大小。

震动装置和模型箱用螺栓固定，通过外接电源，可提供空间水平方向上的震动，功率为1000w，供频率为2860转/分钟的震动。

高速摄像机和激光发射器为高精密电子设备，做防水处理，具有防水功能，能够在水雾环境下正常工作。高速摄像机像素为1200万像素，具有160度广角和300度旋转镜头。

激光发射器采用1230系列，十字线粗细可以调，工作电压适用于3~5V，电流适用于20~50MA。

波浪激发装置为水下工作设备，通过转动，激发水体波浪冲击土石坝模型。

图2 为本实施例纵横激光网格和示踪剂位置示意图，其中浅色粗线为纵横方向的激光网格；黑色虚线为滑坡后土颗粒发生位移，导致示踪剂产生移动和分散的效果；计算机根据不同时刻土颗粒发生位移的图像数据，能够分析滑坡体的滑动方向和滑动量。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种土石坝滑坡摄影测量实验平台，其特征在于，包括土石坝模型、模型箱系统、示踪剂、激光发射器、2台高速摄像机、计算机、数据线；所述的土石坝模型填筑在模型箱系统内；所述的示踪剂按照纵横多列喷洒于土石坝模型坡面上；所述的激光发射器在土石坝模型坡面上投射纵横激光网格，形成参考点；所述的2台高速摄像机分别布设在土石坝模型坡面上方和前方，从垂直和水平向拍摄土石坝坡面，通过数据线连接计算机，发送滑坡图像数据；所述的计算机基于滑坡图像数据，分析计算土石坝模型坡面的滑动变形量。

2.根据权利要求1所述的一种土石坝滑坡摄影测量实验平台，其特征在于，所述的模型箱系统包括基础振动装置、波浪激发装置、降雨装置和模型箱体；模型箱体为不透水箱体，上方开口，固定在基础振动装置上；波浪激发装置安装在模型箱体内；降雨装置安装在模型箱上方。

3.根据权利要求1所述的一种土石坝滑坡摄影测量实验平台，其特征在于，所述的示踪剂为黄色和红色彩色淀粉，黄色用于纵向喷洒示踪，红色用于横向喷洒示踪。

4.根据权利要求1所述的一种土石坝滑坡摄影测量实验平台，其特征在于，所述的高速摄像机具有防水功能。

5.根据权利要求1所述的一种土石坝滑坡摄影测量实验平台，其特征在于，所述的激光发射器具有防水功能。