CN209879959U - 应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置，属于地质灾害中的试验测试技术领域，包括框架工作平台、模型箱、降雨机构、土水压力机构、位移图像采集机构、滑坡坡度控制机构、数据自动采集分析机构，土水压力机构包括土压力计、孔隙水压力计、体积水含水率感应器；位移图像采集机构包括三维激光扫描仪、垂直位移测量部件、水平位移监测部件；滑坡坡度控制机构包括垂直荷载控制电机、水平荷载控制电机、稳压稳流数控计量油源泵站、控制传感器。本实用新型达到能够准确地模拟原型渗流场、位移场、应力场，可以获取不同雨强条件下，降雨入渗的有效深度、滑坡运动过程中滑坡土体位移、孔隙水压力和应力场数据的技术效果。

Description

应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置

技术领域

本实用新型属于地质灾害中的试验测试技术领域，特别涉及一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置。

背景技术

滑坡是自然界中最为严重的自然灾害之一，经常造成人员伤亡、财产损失等重大灾害事件。滑坡的发生与降雨具有密切的关系，久雨、暴雨往往能诱发大量滑坡，不少滑坡具有“大雨大滑、小雨小滑”的特点，二者在时间、空间上具有很好的一致性或略具有滞后性。降雨诱发滑坡的机理，集中体现为在长期降雨和渗透作用下，岩土体力学强度和抗剪强度发生变化，斜坡平衡遭受破坏而产生滑动。强降雨作用下引起的滑坡失稳在中国占据重要的地位，但对部分复杂地质结构条件下降雨诱发大型滑坡的失稳过程和机理还存在一些难题和认识不清的情况。

对于应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的技术而言，在滑坡的稳定性评价中，降雨诱发滑坡的机理较为复杂，其诱发滑坡的过程包括“入渗”和“侵蚀”，并且在不同雨强、不同降雨历时条件下，滑坡失稳机理具有较大差异。针对不同降雨强度和历时诱发滑坡的机理研究主要是基于数值计算、数值模拟和小尺寸滑坡物理模拟等方面，对于大尺寸滑坡模型、雨强自动控制和多工况条件下的滑坡成灾机理物理模拟实验和相关方法还处于探索中。由于针对强降雨作用下诱发滑坡的形成机理和稳定性评价是开展滑坡稳定性预测和防灾减灾的重要手段，目前在滑坡稳定性评价及防治设计中相关参数的选取和方案设计缺少定量评价的科学依据，难以准确地模拟不同雨强和历时条件下滑坡体内的土压力、孔隙水压力、位移场和应力场等参数，无法对降雨诱发滑坡滞后性的定量化规律进行研究。

综上所述，在现有的应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的技术中，存在着由于无法获取不同雨强条件下，降雨入渗的有效深度、滑坡运动过程中滑坡土体位移、孔隙水压力和应力场数据，所导致的滑坡稳定性评价及防治设计中相关参数的选取和方案设计、实施，缺少定量数据的技术问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是在现有的应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的技术中，存在着由于无法获取不同雨强条件下，降雨入渗的有效深度、滑坡运动过程中滑坡土体位移、孔隙水压力和应力场数据，所导致的滑坡稳定性评价及防治设计中相关参数的选取和方案设计、实施，缺少定量数据的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置，所述应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置包括：框架工作平台，所述框架工作平台设置有第一立柱、第二立柱、第三立柱、第四立柱、第一横梁、第二横梁、第三横梁、第四横梁、第一纵向梁、第二纵向梁，所述第一立柱、所述第二立柱、所述第三立柱、所述第四立柱互相平行，所述第一横梁的两端分别与所述第一立柱、所述第二立柱连接，所述第一横梁和所述第一立柱相垂直，所述第二横梁的两端分别与所述第一立柱、所述第二立柱连接，所述第二横梁和所述第一立柱相垂直，所述第二横梁和所述第一横梁相平行，所述第三横梁的两端分别与所述第三立柱和所述第四立柱连接，所述第三横梁和所述第三立柱相垂直，所述第四横梁的两端分别与所述第三立柱和所述第四立柱连接，所述第四横梁和所述第三立柱相垂直，所述第四横梁和所述第三横梁相平行，所述第四横梁和所述第一横梁相平行，所述第一纵向梁的两端分别与所述第二横梁和所述第四横梁相卡接，所述第二纵向梁的两端分别与所述第二横梁和所述第四横梁相卡接；模型箱，所述模型箱设置有第一侧面、第二侧面、第三侧面、第四侧面、底面、开口面和中空部，所述第一侧面位于所述第一立柱和所述第二立柱之间，所述第二侧面位于所述第二立柱和所述第三立柱之间，所述第三侧面位于所述第三立柱和所述第四立柱之间，所述第四侧面位于所述第一立柱和所述第四立柱之间，所述中空部位于所述第一侧面和所述第二侧面之间，所述中空部位于所述第三侧面和所述第四侧面之间，所述中空部位于所述底面和所述开口面之间，所述第一侧面位于所述第三侧面和所述第四侧面之间，所述第二侧面位于所述第三侧面和所述第四侧面之间，所述中空部内设置有滑坡模型，所述滑坡模型和所述底面连接；降雨机构，所述降雨机构包括：供水部件，所述供水部件和自来水管相通；供水阀，所述供水阀和所述供水部件相通，所述供水部件位于所述供水阀和所述自来水管之间；降雨喷洒部件，所述降雨喷洒部件和所述供水阀相通，所述供水阀位于所述降雨喷洒部件和所述供水部件之间，所述降雨喷洒部件设置在所述第一纵向梁或所述第二纵向梁上；控制器，所述控制器和所述供水阀相通，所述供水阀位于所述控制器和所述供水部件之间，所述供水阀位于所述控制器和所述降雨喷洒部件之间；上位机，所述上位机和所述控制器相通，所述控制器位于所述上位机和所述供水阀之间；土水压力机构，所述土水压力机构包括：土压力计，所述土压力计设置在所述滑坡模型内；孔隙水压力计，所述孔隙水压力计设置在所述滑坡模型内；体积水含水率感应器，所述体积水含水率感应器设置在所述滑坡模型内；位移图像采集机构，所述位移图像采集机构包括：三维激光扫描仪，所述三维激光扫描仪设置在所述第二横梁和所述第四横梁上；垂直位移测量部件，所述垂直位移测量部件包括第一垂向位移计、第二垂向位移计、第三垂向位移计、第四垂向位移计，所述第一垂向位移计、第二垂向位移计、第三垂向位移计、第四垂向位移计分别设置在所述滑坡模型的各角点处；水平位移监测部件，所述水平位移监测部件包括第一水平位移计、第二水平位移计，所述第一水平位移计和所述第二水平位移计分别设置在所述滑坡模型的水平荷载受力面，所述水平荷载受力面位于所述第一水平位移计和所述降雨喷洒部件之间，所述水平荷载受力面位于所述第二水平位移计和所述降雨喷洒部件之间；滑坡坡度控制机构，所述滑坡坡度控制机构包括：垂直荷载控制电机，所述垂直荷载控制电机设置在所述第一纵向梁或第二纵向梁上；水平荷载控制电机，所述水平荷载控制电机设置在所述第一横梁、或所述第二横梁、或所述第三横梁、或所述第四横梁上；稳压稳流数控计量油源泵站，所述稳压稳流数控计量油源泵站分别与所述垂直荷载控制电机和所述水平荷载控制电机相通；控制传感器，所述控制传感器设置有垂直载荷传感器、水平载荷传感器，所述垂直载荷传感器和所述垂直荷载控制电机相通，所述水平载荷传感器和所述水平荷载控制电机相通；数据自动采集分析机构，所述数据自动采集分析机构分别与所述土压力计、所述孔隙水压力计、所述体积水含水率感应器、所述三维激光扫描仪、所述第一垂向位移计、所述第二垂向位移计、所述第三垂向位移计、所述第四垂向位移计、所述第一水平位移计、所述第二水平位移计、所述垂直载荷传感器、所述水平载荷传感器相通，以传递垂直载荷参数、水平载荷参数、垂直位移参数、水平位移参数、土压力值、孔隙水压力值、体积含水率值至所述数据自动采集分析机构中。

进一步地，所述应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置包括：所述第一侧面、第二侧面、第三侧面、第四侧面都为透明的钢化玻璃。

进一步地，所述应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置包括：所述降雨喷洒部件包括若干组喷洒器，每组所述喷洒器的降雨量范围从0.1mm/min至0.6mm/min。

进一步地，所述应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置包括：所述第一垂向位移计的垂直位移测量范围是从0mm至300mm，所述第一垂向位移计的精度是0.3％F.S，所述第一垂向位移计的分辨度0.01毫米。

进一步地，所述应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置包括：所述第二垂向位移计的垂直位移测量范围是从0mm至300mm，所述第二垂向位移计的精度是0.3％F.S，所述第二垂向位移计的分辨度0.01毫米。

进一步地，所述应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置包括：所述第三垂向位移计的垂直位移测量范围是从0mm至300mm，所述第三垂向位移计的精度是0.3％F.S，所述第三垂向位移计的分辨度0.01毫米。

进一步地，所述应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置包括：所述第四垂向位移计的垂直位移测量范围是从0mm至300mm，所述第四垂向位移计的精度是0.3％F.S，所述第四垂向位移计的分辨度0.01毫米。

进一步地，所述应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置包括：所述第一水平位移计的水平位移测量范围是从0mm至300mm，所述第一水平位移计的精度是0.3％F.S，所述第一水平位移计的分辨度是0.01毫米。

进一步地，所述应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置包括：所述第二水平位移计的水平位移测量范围是从0mm至300mm，所述第二水平位移计的精度是0.3％F.S。

进一步地，所述应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置包括：所述第二水平位移计的分辨度是0.01毫米。

有益效果：

本实用新型提供一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置，通过滑坡模型设置在模型箱中空部的内部，模型箱设置在框架工作平台的内部。降雨机构中供水部件和自来水管相互连通，供水阀和供水部件相互连通，降雨喷洒部件和供水阀相互连通，控制器和供水阀相互连通，上位机和控制器相互连通，使得降雨喷洒部件对滑坡模型进行模拟不同降雨强度。土水压力机构中土压力计、孔隙水压力计、体积水含水率感应器分别设置在滑坡模型的内部。位移图像采集机构中三维激光扫描仪设置在框架工作平台的第二横梁和第四横梁上，来对滑坡模型的滑坡表面的位移和侧方位移监测，完成定点定时扫描存储数据。垂直位移测量部件中第一垂向位移计、第二垂向位移计、第三垂向位移计、第四垂向位移计分别设置在滑坡模型的各角点处，第一水平位移计和第二水平位移计分别设置在滑坡模型的水平荷载受力面。滑坡坡度控制机构中垂直荷载控制电机设置在第一纵向梁或第二纵向梁上，水平荷载控制电机设置在第一横梁、或所述第二横梁、或所述第三横梁、或所述第四横梁上，稳压稳流数控计量油源泵站分别与垂直荷载控制电机和水平荷载控制电机相互连通；控制传感器中垂直载荷传感器和垂直荷载控制电机相互连通，水平载荷传感器和水平荷载控制电机相互连通。由于数据自动采集分析机构分别与土压力计、孔隙水压力计、体积水含水率感应器、三维激光扫描仪、第一垂向位移计、第二垂向位移计、第三垂向位移计、第四垂向位移计、第一水平位移计、第二水平位移计、垂直载荷传感器、水平载荷传感器相互连通，继而可以将垂直载荷参数、水平载荷参数、垂直位移参数、水平位移参数、土压力值、孔隙水压力值、体积含水率值传递至数据自动采集分析机构中。这样记录各监测点的监测信息并进行分析，将记录数据按相似理论还原成原型对应的物理力学参数，便能够对滑坡稳定性进行评价。从而达到能够准确地模拟原型渗流场、位移场、应力场，可以获取不同雨强条件下，降雨入渗的有效深度、滑坡运动过程中滑坡土体位移、孔隙水压力和应力场数据，为滑坡稳定性评价及防治设计中相关参数的选取和方案设计、实施提供定量数据的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置中框架工作平台的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置中降雨机构的示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置中不同降雨强度下滑坡稳定性系数随时间变化图；

图6为本实用新型实施例提供的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置中滑坡不同部位孔压随时间变化图；

图7为本实用新型实施例提供的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置中滑坡位移随时间变化图；

图8为本实用新型实施例提供的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置中滑坡土压力随时间变化图；

图9为本实用新型实施例提供的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的方法的流程图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置，通过滑坡模型210设置在模型箱200中空部的内部，模型箱200设置在框架工作平台100的内部。降雨机构300中供水部件310和自来水管相互连通，供水阀320和供水部件310相互连通，降雨喷洒部件330和供水阀320相互连通，控制器340和供水阀320相互连通，上位机350和控制器340相互连通，使得降雨喷洒部件330对滑坡模型210进行模拟不同降雨强度。土水压力机构400中土压力计410、孔隙水压力计420、体积水含水率感应器430分别设置在滑坡模型210的内部。位移图像采集机构500中三维激光扫描仪510设置在框架工作平台100的第二横梁160和第四横梁180上，来对滑坡模型210的滑坡表面的位移和侧方位移监测，完成定点定时扫描存储数据。垂直位移测量部件中第一垂向位移计520、第二垂向位移计521、第三垂向位移计522、第四垂向位移计523分别设置在滑坡模型210的各角点处，第一水平位移计530和第二水平位移计531分别设置在滑坡模型210的水平荷载受力面。滑坡坡度控制机构600中垂直荷载控制电机610设置在第一纵向梁190或第二纵向梁191上，水平荷载控制电机620设置在第一横梁150、或所述第二横梁160、或所述第三横梁170、或所述第四横梁180上，稳压稳流数控计量油源泵站分别与垂直荷载控制电机610和水平荷载控制电机620相互连通；控制传感器中垂直载荷传感器和垂直荷载控制电机610相互连通，水平载荷传感器和水平荷载控制电机620相互连通。由于数据自动采集分析机构700分别与土压力计410、孔隙水压力计420、体积水含水率感应器430、三维激光扫描仪510、第一垂向位移计520、第二垂向位移计521、第三垂向位移计522、第四垂向位移计523、第一水平位移计530、第二水平位移计531、垂直载荷传感器、水平载荷传感器相互连通，继而可以将垂直载荷参数、水平载荷参数、垂直位移参数、水平位移参数、土压力值、孔隙水压力值、体积含水率值传递至数据自动采集分析机构700中。这样记录各监测点的监测信息并进行分析，将记录数据按相似理论还原成原型对应的物理力学参数，便能够对滑坡稳定性进行评价。从而达到能够准确地模拟原型渗流场、位移场、应力场，可以获取不同雨强条件下，降雨入渗的有效深度、滑坡运动过程中滑坡土体位移、孔隙水压力和应力场数据，为滑坡稳定性评价及防治设计中相关参数的选取和方案设计、实施提供定量数据的技术效果。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围；其中本实施中所涉及的“和/或”关键词，表示和、或两种情况，换句话说，本实用新型实施例所提及的A和/或B，表示了A和B、A或B两种情况，描述了A与B所存在的三种状态，如A和/或B，表示：只包括A不包括B；只包括B不包括A；包括A与B。

同时，本实用新型实施例中，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本实用新型实施例中所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明目的，并不是旨在限制本实用新型。

实施例一

请参见图1和图2，图1是本实用新型实施例提供的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置的整体结构示意图；图2是本实用新型实施例提供一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置的示意图。本实用新型实施例提供一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置，所述应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置包括框架工作平台100、模型箱200、降雨机构300、土水压力机构400、位移图像采集机构500、滑坡坡度控制机构600、数据自动采集分析机构700，现分别对框架工作平台100、模型箱200、降雨机构300、土水压力机构400、位移图像采集机构500、滑坡坡度控制机构600、数据自动采集分析机构700进行以下详细说明：

对于框架工作平台100而言：

框架工作平台100可以设置有第一立柱110、第二立柱120、第三立柱130、第四立柱140、第一横梁150、第二横梁160、第三横梁170、第四横梁180、第一纵向梁190、第二纵向梁191，所述第一立柱110、所述第二立柱120、所述第三立柱130、所述第四立柱140互相平行，所述第一横梁150的两端分别与所述第一立柱110、所述第二立柱120连接，所述第一横梁150和所述第一立柱110相垂直，所述第二横梁160的两端分别与所述第一立柱110、所述第二立柱120连接，所述第二横梁160和所述第一立柱110相垂直，所述第二横梁160和所述第一横梁150相平行，所述第三横梁170的两端分别与所述第三立柱130和所述第四立柱140连接，所述第三横梁170和所述第三立柱130相垂直，所述第四横梁180的两端分别与所述第三立柱130和所述第四立柱140连接，所述第四横梁180和所述第三立柱130相垂直，所述第四横梁180和所述第三横梁170相平行，所述第四横梁180和所述第一横梁150相平行，所述第一纵向梁190的两端分别与所述第二横梁160和所述第四横梁180相卡接，所述第二纵向梁191的两端分别与所述第二横梁160和所述第四横梁180相卡接；

请参见图3，图3是本实用新型实施例提供的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置中框架工作平台100的示意图。框架工作平台100整体可以呈现为长方体形状，框架工作平台100的长度(即第一立柱110和第四立柱140的间距)可以是450cm，框架工作平台100的宽度(即第一立柱110和第二立柱120的间距)可以是250cm，框架工作平台100的高度(即第一立柱110的高度)可以是320cm。框架工作平台100的承载系统可以由钢结构梁组成载荷承受系统。可以由第一立柱110、第二立柱120、第三立柱130、第四立柱140来承担全部载荷，即由4根竖向钢梁(立柱)承担全部载荷。可以在4根竖向钢梁上支撑第一横梁150、第二横梁160、第三横梁170、第四横梁180、第一纵向梁190、第二纵向梁191，来使得框架工作平台100成为一个长方形构架，即在4根立柱上面支撑4根横梁和2根纵向梁(可以统称上梁)。可以通过将第一纵向梁190的两端分别与第二横梁160和第四横梁180相互卡接(例如用插销螺钉固定)，第二纵向梁191的两端分别与第二横梁160和第四横梁180相互卡接(例如用插销螺钉固定)，使得上梁为可上、下移动式。

对于模型箱200而言：

模型箱200可以设置有第一侧面、第二侧面、第三侧面、第四侧面、底面、开口面和中空部，所述第一侧面位于所述第一立柱110和所述第二立柱120之间，所述第二侧面位于所述第二立柱120和所述第三立柱130之间，所述第三侧面位于所述第三立柱130和所述第四立柱140之间，所述第四侧面位于所述第一立柱110和所述第四立柱140之间，所述中空部位于所述第一侧面和所述第二侧面之间，所述中空部位于所述第三侧面和所述第四侧面之间，所述中空部位于所述底面和所述开口面之间，所述第一侧面位于所述第三侧面和所述第四侧面之间，所述第二侧面位于所述第三侧面和所述第四侧面之间，所述中空部内设置有滑坡模型210，所述滑坡模型210和所述底面连接。其中，所述第一侧面、第二侧面、第三侧面、第四侧面都为透明的钢化玻璃。

请继续参见图1，模型箱200可以是指滑坡模型210箱200系统。滑坡模型210箱200系统可以固定在上述框架工作平台100上，模型箱200的长度可以是350cm(即第一侧面和第三侧面的间距)，模型箱200的宽度可以是200cm(即第一侧面的宽度)，模型箱200中最高处的高度可以是200cm，模型箱200中最低处的高度可以是120cm，模型箱200的四周可以为透明的钢化玻璃，模型箱200的内部可以设置有滑坡模型210。在模型箱200的内部还可以配备一套完整的制样、击实系统。击实系统主要包括击实仪和一块木垫块。

对于降雨机构300而言：

降雨机构300可以包括供水部件310、供水阀320、降雨喷洒部件330、控制器340、上位机350。供水部件310和自来水管相互连通；供水阀320和所述供水部件310相互连通，所述供水部件310位于所述供水阀320和所述自来水管之间；降雨喷洒部件330和所述供水阀320相互连通，所述供水阀320位于所述降雨喷洒部件330和所述供水部件310之间，所述降雨喷洒部件330设置在所述第一纵向梁190或所述第二纵向梁191上。其中，所述降雨喷洒部件330包括若干组喷洒器，每组所述喷洒器的降雨量范围从0.1mm/min至0.6mm/min。控制器340和所述供水阀320相互连通，所述供水阀320位于所述控制器340和所述供水部件310之间，所述供水阀320位于所述控制器340和所述降雨喷洒部件330之间；上位机350和所述控制器340相互连通，所述控制器340位于所述上位机350和所述供水阀320之间。

请继续参见图4，图4是本实用新型实施例提供的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置中降雨机构300的示意图。降雨机构300可以是指降雨控制系统，降雨机构300可以采用叠加喷洒式降雨，即可以通过控制阀门，进行降雨强度的调节，也可以通过喷头组合实现均匀降雨，为不同降雨强度和历时条件下滑坡体的稳定性分析评价提供依据。降雨机构300可以包括供水系统(即供水部件310)、降雨喷洒系统(即降雨喷洒部件330)、控制器340、上位机350和软件等部分，降雨喷洒部件330中每组喷洒器可以实现0.1-0.6mm/min的降雨量定量控制。供水系统可以与自来水管相连，降雨喷洒喷头可以固定于框架工作平台100的纵梁上。供水阀320门、控制器340、上位机350和软件可以依次相连，来监测降雨量。降雨机构300的主要工作原理可以是先通过供水系统把自来水加压，之后流经稳压管后从降雨喷洒系统喷出，模拟自然降雨。降雨强度主要通过控制器340、上位机350及软件控制。可以通过喷头的组合来实现降雨的均匀度及范围。

对于土水压力机构400而言：

土水压力机构400包括土压力计410、孔隙水压力计420、体积水含水率感应器430。土压力计410设置在所述滑坡模型210内；孔隙水压力计420设置在所述滑坡模型210内；体积水含水率感应器430设置在所述滑坡模型210内。

请继续参见图1，土水压力机构400可以是指土水压力监测系统，土水压力机构400可以包括土压力计410、孔隙水压力计420、体积水含水率控制系统(即体积水含水率感应器430)等硬件组成，并且土压力计410、孔隙水压力计420、体积水含水率感应器430可以依次相连。土压力计410、孔隙水压力计420、体积水含水率传感器可以固定于滑坡模型210内，通过土水压力监测系统与数据自动采集分析系统相互连接。可以根据具体需要将其安装在滑坡模型210内部各个位置。

同时，土压力计410可以用于滑坡模型210的土压力值量测。孔隙水压力计420(即孔隙水压力传感器)可以用于量测滑坡模型210监测点的孔隙水压力值。体积水含水率感应器430(即体积水传感器)可以量测滑坡模型210监测点的含水率值。可以通过土压力计410测得布设点土压力值，构建不同时间段内滑坡体的应力场及其变化特征；通过孔隙水压力计420测量，得到布设点水压力值，构建不同时间段内滑坡体的渗流场及其变化特征；通过布设点体积水含水率测量，获得不同时间段滑坡含水量变化特征，依据以上数据分析不同时间段滑坡的发生变化过程。

对于位移图像采集机构500而言：

位移图像采集机构500可以包括三维激光扫描仪510、垂直位移测量部件、水平位移监测部件。三维激光扫描仪510设置在所述第二横梁160和所述第四横梁180上；垂直位移测量部件包括第一垂向位移计520、第二垂向位移计521、第三垂向位移计522、第四垂向位移计523，所述第一垂向位移计520、第二垂向位移计521、第三垂向位移计522、第四垂向位移计523分别设置在所述滑坡模型210的各角点处；水平位移监测部件包括第一水平位移计530、第二水平位移计531，所述第一水平位移计530和所述第二水平位移计531分别设置在所述滑坡模型210的水平荷载受力面，所述水平荷载受力面位于所述第一水平位移计530和所述降雨喷洒部件330之间，所述水平荷载受力面位于所述第二水平位移计531和所述降雨喷洒部件330之间。

其中，所述第一垂向位移计520的垂直位移测量范围是从0mm至300mm，所述第一垂向位移计520的精度是0.3％F.S，所述第一垂向位移计520的分辨度0.01毫米。所述第二垂向位移计521的垂直位移测量范围是从0mm至300mm，所述第二垂向位移计521的精度是0.3％F.S，所述第二垂向位移计521的分辨度0.01毫米。所述第三垂向位移计522的垂直位移测量范围是从0mm至300mm，所述第三垂向位移计522的精度是0.3％F.S，所述第三垂向位移计522的分辨度0.01毫米。所述第四垂向位移计523的垂直位移测量范围是从0mm至300mm，所述第四垂向位移计523的精度是0.3％F.S，所述第四垂向位移计523的分辨度0.01毫米。所述第一水平位移计530的水平位移测量范围是从0mm至300mm，所述第一水平位移计530的精度是0.3％F.S，所述第一水平位移计530的分辨度是0.01毫米。所述第二水平位移计531的水平位移测量范围是从0mm至300mm，所述第二水平位移计531的精度是0.3％F.S，所述第二水平位移计531的分辨度是0.01毫米。

请继续参见图1，位移图像采集机构500可以是指位移实时扫描系统，位移图像采集机构500可以包括三维激光扫描仪510、垂直位移测量系统(即垂直位移测量部件)、水平位移监测系统550(即水平位移监测部件)等3部分组成，其中，三维激光扫描仪510可以布设在框架工作平台100的最上方的左侧框架上，实现对滑坡表面位移和侧方位移监测，完成定点定时扫描存储数据，以及判定位移过程。垂直位移监测点可以布设在滑坡四角(即滑坡模型210的各个角点处)，数据可以由传感器传输至电脑并存储。水平位移监测点可以布设在水平荷载作用平面的另一端，数据由传感器传输至电脑并存储，再由计算机对位移数据进行分析出图。可以采用侧向和前方双方向的高分辨率影像实时采集及垂直、水平位移量测，精确获得滑坡位移变化，进而分析滑坡破坏过程。

对于滑坡坡度控制机构600而言：

滑坡坡度控制机构600包括垂直荷载控制电机610、水平荷载控制电机620、稳压稳流数控计量油源泵站、控制传感器。垂直荷载控制电机610设置在所述第一纵向梁190或第二纵向梁191上；水平荷载控制电机620设置在所述第一横梁150、或所述第二横梁160、或所述第三横梁170、或所述第四横梁180上；稳压稳流数控计量油源泵站分别与所述垂直荷载控制电机610和所述水平荷载控制电机620相互连通；控制传感器设置有垂直载荷传感器、水平载荷传感器，所述垂直载荷传感器和所述垂直荷载控制电机610相互连通，所述水平载荷传感器和所述水平荷载控制电机620相互连通；

请继续参见图1，滑坡坡度控制机构600可以是指滑坡坡度控制系统，滑坡坡度控制系统可以位于框架工作平台100的外侧，可以带有载荷传感器，并且与数据自动采集分析系统相连。滑坡坡度控制机构600可以由50kN垂直伺服电机控制的高精度稳压稳流数控计量油源泵站、传感器(即控制传感器)组成；垂直载荷的稳定精度可以是0.5％F.S；垂直油压分为两到四个通道能分别调整控制(每通道最大可以接4支油缸同步运行保证加载力同步)，油压的范围可以是0.1-32MPa，使用的电源可以是AC380V，功率可以是7.5kW。从而实现力和位移的同步，达到0.001-5.0mm/min无级调速；并且安装在框架左边外侧，可以研究不同斜坡角度下滑坡的破坏机理的技术效果。垂直荷载系统控制电机可以位于框架工作平台100的纵梁上，带有载荷传感器；水平荷载系统控制电机可以位于框架工作平台100的横梁上，带有载荷传感器；垂直荷载系统控制电机和水平荷载系统控制电机可以都与数据自动采集分析系统(即数据自动采集分析机构700)相连。

对于数据自动采集分析机构700而言：

数据自动采集分析机构700可以分别与所述土压力计410、所述孔隙水压力计420、所述体积水含水率感应器430、所述三维激光扫描仪510、所述第一垂向位移计520、所述第二垂向位移计521、所述第三垂向位移计522、所述第四垂向位移计523、所述第一水平位移计530、所述第二水平位移计531、所述垂直载荷传感器、所述水平载荷传感器相互连通，以传递垂直载荷参数、水平载荷参数、垂直位移参数、水平位移参数、土压力值、孔隙水压力值、体积含水率值至所述数据自动采集分析机构700中。

请参见图1、图5、图6、图7、图8，图5是本实用新型实施例提供的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置中不同降雨强度下滑坡稳定性系数随时间变化图；图6是本实用新型实施例提供的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置中滑坡不同部位孔压随时间变化图；图7是本实用新型实施例提供的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置中滑坡位移随时间变化图；图8是本实用新型实施例提供的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置中滑坡土压力随时间变化图。数据自动采集分析机构700可以是指数据自动采集分析系统，数据自动采集分析机构700可以由Windows界面数据采集分析系统和电脑硬件组成。其中，操作系统平台可以为中文Win 7和Win10，系统控制软件编制环境为VB或VC++语言，下拉式菜单，仿Windows页面。同时，具有土压力、孔隙水压力和体积含水率传感器数据采集硬件和软件接口。并且试验数据采集控制软件自动采集的参数可以有垂直载荷、水平载荷、垂直位移、水平位移等参数。

并且垂直荷载可以是由安装在纵向梁上的四支50kN的精密电动执行器施加载荷。纵向梁可以手动调整高度和前后左右移动，以适应不同大小的试样。垂直荷载主要施加在滑坡体上部，模拟堆载等情况。为堆载等情况下滑坡破坏过程及预防提供依据。水平载荷可以由安装在试验槽外的横向反力柱上的2支50kN精密电动执行器提供。可以推动上部滑坡材料，产生剪切效应。主要作用在滑坡上，可以为有人工开挖后的滑坡破坏过程提供依据。垂直和水平载荷的获取主要是通过安装在执行器内的专用载荷传感器。试验过程中采集到的数据自动保存于Microsoft Access数据库中。可以通过施加水平和垂直荷载，模拟滑坡在外部环境因子变化等情况下的变化。从而能够准确定量模拟在不同降雨强度影响下，滑坡体表面、内部的位移变化情况，随着降雨强度和时间的变化，滑坡体内不同位置处的土压力和孔隙水压力变化情况等，为大型滑坡在降雨条件下的稳定性评价提供了一种新的试验手段。

在实际操作中，可以在滑坡模型210箱200内根据相似理论确定模型，选好滑坡坡体、滑带、基岩及边界等相似材料，用击实装备筑成模型。然后在击实过程中在滑坡内部安装土压力计410、孔隙水压力计420、体积水含水率传感器。再在横梁最上方安装三维激光扫描仪510、垂向位移计布设在滑坡四角，水平位移计布设在水平荷载作用平面的另一端。同时，对滑坡外部条件进行分析并进行模拟，确定垂直荷载和水平荷载大小，通过电机施加于滑坡上，通过荷载传感器进行测量，确定降雨条件，对滑坡模型210进行降雨。在试验过程中，可以对整个过程的测点数据进行采集，画出土压力、孔隙水压力、含水率及位移曲线，并记录滑坡破坏过程。最后将采集的数据按相似理论还原成原型对应的物理力学参数，以及记录相关数据，来对滑坡稳定性进行评价，并且为预防提供建议。

需要注意的是由于采用了不同降雨条件，提供了定量评价降雨有效的解决途径，填补了获取现有技术中无法获取不同雨强条件下降雨入渗的有效深度及体内不同位置处的土压力和孔隙水压力变化研究中的空白。由于采用了位移及土水压力监测系统，充分发挥了模型监测系统的特点，有效解决了现有技术中难以获得滑坡运动过程中滑坡土体位移、孔隙水压力和应力场数据的测试结果，实现了该方法能获取滑坡破坏过程中应力场、渗流场、位移及含水率变化的分析。由于采用了三维物理模拟试验进行滑坡反演，通过与实际滑野外坡调查情况进行统计对比，有效解决了现有技术中无法获得不同雨强条件下降雨入渗的有效深度、滑坡运动过程中滑坡土体位移、孔隙水压力和应力场数据，不能满足测量精度技术要求，实现了精确模拟现实不同雨强和历时条件下滑坡体内的土压力、孔隙水压力、位移场和应力场等参数，保证对滑坡认识的高正确率，为实现评价滑坡稳定性及预防提供了依据。

本实用新型提供一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置，通过滑坡模型210设置在模型箱200中空部的内部，模型箱200设置在框架工作平台100的内部。降雨机构300中供水部件310和自来水管相互连通，供水阀320和供水部件310相互连通，降雨喷洒部件330和供水阀320相互连通，控制器340和供水阀320相互连通，上位机350和控制器340相互连通，使得降雨喷洒部件330对滑坡模型210进行模拟不同降雨强度。土水压力机构400中土压力计410、孔隙水压力计420、体积水含水率感应器430分别设置在滑坡模型210的内部。位移图像采集机构500中三维激光扫描仪510设置在框架工作平台100的第二横梁160和第四横梁180上，来对滑坡模型210的滑坡表面的位移和侧方位移监测，完成定点定时扫描存储数据。垂直位移测量部件中第一垂向位移计520、第二垂向位移计521、第三垂向位移计522、第四垂向位移计523分别设置在滑坡模型210的各角点处，第一水平位移计530和第二水平位移计531分别设置在滑坡模型210的水平荷载受力面。滑坡坡度控制机构600中垂直荷载控制电机610设置在第一纵向梁190或第二纵向梁191上，水平荷载控制电机620设置在第一横梁150、或所述第二横梁160、或所述第三横梁170、或所述第四横梁180上，稳压稳流数控计量油源泵站分别与垂直荷载控制电机610和水平荷载控制电机620相互连通；控制传感器中垂直载荷传感器和垂直荷载控制电机610相互连通，水平载荷传感器和水平荷载控制电机620相互连通。由于数据自动采集分析机构700分别与土压力计410、孔隙水压力计420、体积水含水率感应器430、三维激光扫描仪510、第一垂向位移计520、第二垂向位移计521、第三垂向位移计522、第四垂向位移计523、第一水平位移计530、第二水平位移计531、垂直载荷传感器、水平载荷传感器相互连通，继而可以将垂直载荷参数、水平载荷参数、垂直位移参数、水平位移参数、土压力值、孔隙水压力值、体积含水率值传递至数据自动采集分析机构700中。这样记录各监测点的监测信息并进行分析，将记录数据按相似理论还原成原型对应的物理力学参数，便能够对滑坡稳定性进行评价。从而达到能够准确地模拟原型渗流场、位移场、应力场，可以获取不同雨强条件下，降雨入渗的有效深度、滑坡运动过程中滑坡土体位移、孔隙水压力和应力场数据，为滑坡稳定性评价及防治设计中相关参数的选取和方案设计、实施提供定量数据的技术效果。

基于同一实用新型构思，本申请提供了与实施例一所对应的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的方法，详见实施例二。

实施例二

请参见图9，图9是本实用新型实施例提供的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的方法的流程图。本实用新型实施例二提供了一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的方法，所述应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的方法包括：

步骤S100，在模型箱200内筑成滑坡模型210。

请参见图1、图2、图3和图9，可以取适量现场土与相似材料，依据野外实际情况设置滑带、锁固段及外部条件，再通过制样、击实系统在模型箱200内筑成模型。模型成型后，测量模型密度等物理性质及力学参数来计算模型的固结程度，进而进行改正。

步骤S200，依据预设的降雨条件，通过降雨机构300对所述滑坡模型210进行降雨。

请参见图1、图2、图3、图4和图9，在上述步骤步骤S100中在模型箱200内筑成滑坡模型210后，可以根据相似理论计算好模拟需要的降雨量，调节降雨控制系统的控制器340调节雨量大小。即可以对滑坡外部条件进行分析并进行模拟，来确定垂直荷载和水平荷载的大小，通过电机施加于滑坡上，通过荷载传感器进行测量，来确定降雨条件，对滑坡模型210进行降雨。

步骤S300，通过土水压力机构400中土压力计410、孔隙水压力计420、体积水含水率感应器430来采集所述滑坡模型210的土压力值、孔隙水压力值、体积含水率值。

请参见图1、图2、图3和图9，在上述步骤S200对滑坡模型210进行降雨的过程中，可以依据土压力计410采集的土压力值，孔隙水压力计420采集的孔隙水压力值，体积水含水率感应器430采集的体积含水率值，来获得滑坡模型210的土压力值、孔隙水压力值、体积含水率值。

步骤S400，通过滑坡坡度控制机构600中垂直荷载控制电机610、水平荷载控制电机620、控制传感器来获得所述滑坡模型210的垂直载荷参数、水平载荷参数。

请参见图1、图2、图3和图9，在上述步骤S200对滑坡模型210进行降雨的过程中，可以依据垂直荷载控制电机610、水平荷载控制电机620、控制传感器来分别获得滑坡模型210的垂直载荷参数、水平载荷参数。

步骤S500，通过位移图像采集机构500中三维激光扫描仪510、垂直位移测量部件、水平位移监测部件来获得所述滑坡模型210的垂直位移参数、水平位移参数，并记录所述滑坡模型210的滑坡破坏过程。

请参见图1、图2、图3和图9，在上述步骤S200对滑坡模型210进行降雨的过程中，可以根据检测系统监测到的数据，由电脑绘制出位移变化曲线，建立滑坡位移场并进行分析。

步骤S600，依据所述土压力值、所述孔隙水压力值、所述体积含水率值、所述垂直载荷参数、所述水平载荷参数、所述垂直位移参数、所述水平位移参数，来绘制土压力曲线、孔隙水压力曲线、含水率及位移曲线。

请参见图1、图2、图3、图5、图6、图7、图8和图9，在上述步骤S300中土压力值、孔隙水压力值、体积含水率值；上述步骤S400中垂直载荷参数、水平载荷参数；上述步骤S500中获得的垂直位移参数、水平位移参数，以及记录的所述滑坡模型210的滑坡破坏过程。即可以在试验过程中，对整个过程的测点数据进行采集，画出土压力、孔隙水压力、含水率及位移曲线，并记录滑坡破坏过程。即通过现场取土与相似材料相联合构建缩尺模型，合理设置滑带和锁固段，开展不同坡度、不同降雨入渗条件下古滑坡复活的物理模型试验，通过传感器监测各类物理量的变化，分析不同降雨条件下滑坡复活失稳的过程和模式。

步骤S700，依据所述土压力曲线、所述孔隙水压力曲线、所述含水率、所述位移曲线，以及所述记录的滑坡破坏过程，按相似理论还原成原型对应的物理力学参数，来对所述滑坡的稳定性进行评价。

请继续参见图1、图2、图3、图5、图6、图7、图8和图9，可以由Windows界面数据采集分析系统和电脑硬件组成。操作系统平台为中文Win 7和Win10，系统控制软件编制环境为VB或VC++语言，下拉式菜单，仿Windows页面。具有土压力、孔隙水压力和体积含水率传感器数据采集硬件和软件接口。试验数据采集控制软件自动采集的参数并保存于MicrosoftAccess数据库中。这样可以实现测量在不同雨强和历时条件下降雨的有效入渗深度及其对滑带土的影响，测量滑带的锁固段在不同降雨历时条件下其内部应力变化规律，这有利于启发我们分析在不同降雨条件下找到滑坡体中最容易失稳的滑坡部位和失稳特征，应用于滑坡的防灾减灾中。

在实际模拟实验中可以对大型滑坡的稳定性和形成机理开展室内大型三维物理模拟，通过现场取土与相似材料相联合构建缩尺模型，合理设置滑带和锁固段，开展不同坡度、不同降雨入渗条件下古滑坡复活的物理模型试验，通过传感器监测各类物理量的变化，分析不同降雨条件下滑坡复活失稳的过程和模式。通过滑坡模型210侧方和前方高速摄像拍摄的不同时间段影像，通过滑坡形变处理模块，获取滑坡形变值，并建立滑坡形变数据库，结合不同时间段测得的滑坡体内的土压力值，构建不同时间段内滑坡体的应力场及其变化特征，进而分析不同时间段滑坡的发生变化过程。该模拟装置和方法能更加准确地模拟分析在不同降雨条件下滑坡体内的土压力、孔隙水压力，以及在不同降雨强度和历时条件下的滑坡稳定系数，能够用于指导降雨条件下滑坡灾害的防灾减灾工作。

本实用新型提供一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的方法，通过在模型箱200内筑成滑坡模型210；依据预设的降雨条件，通过降雨机构300对所述滑坡模型210进行降雨；通过土水压力机构400中土压力计410、孔隙水压力计420、体积水含水率感应器430来采集所述滑坡模型210的土压力值、孔隙水压力值、体积含水率值；然后通过滑坡坡度控制机构600中垂直荷载控制电机610、水平荷载控制电机620、控制传感器来获得所述滑坡模型210的垂直载荷参数、水平载荷参数；并且通过位移图像采集机构500中三维激光扫描仪510、垂直位移测量部件、水平位移监测部件来获得所述滑坡模型210的垂直位移参数、水平位移参数，并记录所述滑坡模型210的滑坡破坏过程；依据所述土压力值、所述孔隙水压力值、所述体积含水率值、所述垂直载荷参数、所述水平载荷参数、所述垂直位移参数、所述水平位移参数，来绘制土压力曲线、孔隙水压力曲线、含水率及位移曲线；再依据所述土压力曲线、所述孔隙水压力曲线、所述含水率、所述位移曲线，以及所述记录的滑坡破坏过程，按相似理论还原成原型对应的物理力学参数，来对所述滑坡的稳定性进行评价。从而达到能够准确地模拟原型渗流场、位移场、应力场，可以获取不同雨强条件下，降雨入渗的有效深度、滑坡运动过程中滑坡土体位移、孔隙水压力和应力场数据，为滑坡稳定性评价及防治设计中相关参数的选取和方案设计、实施提供定量数据的技术效果。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置，其特征在于，所述应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置包括：

框架工作平台，所述框架工作平台设置有第一立柱、第二立柱、第三立柱、第四立柱、第一横梁、第二横梁、第三横梁、第四横梁、第一纵向梁、第二纵向梁，所述第一立柱、所述第二立柱、所述第三立柱、所述第四立柱互相平行，所述第一横梁的两端分别与所述第一立柱、所述第二立柱连接，所述第一横梁和所述第一立柱相垂直，所述第二横梁的两端分别与所述第一立柱、所述第二立柱连接，所述第二横梁和所述第一立柱相垂直，所述第二横梁和所述第一横梁相平行，所述第三横梁的两端分别与所述第三立柱和所述第四立柱连接，所述第三横梁和所述第三立柱相垂直，所述第四横梁的两端分别与所述第三立柱和所述第四立柱连接，所述第四横梁和所述第三立柱相垂直，所述第四横梁和所述第三横梁相平行，所述第四横梁和所述第一横梁相平行，所述第一纵向梁的两端分别与所述第二横梁和所述第四横梁相卡接，所述第二纵向梁的两端分别与所述第二横梁和所述第四横梁相卡接；

模型箱，所述模型箱设置有第一侧面、第二侧面、第三侧面、第四侧面、底面、开口面和中空部，所述第一侧面位于所述第一立柱和所述第二立柱之间，所述第二侧面位于所述第二立柱和所述第三立柱之间，所述第三侧面位于所述第三立柱和所述第四立柱之间，所述第四侧面位于所述第一立柱和所述第四立柱之间，所述中空部位于所述第一侧面和所述第二侧面之间，所述中空部位于所述第三侧面和所述第四侧面之间，所述中空部位于所述底面和所述开口面之间，所述第一侧面位于所述第三侧面和所述第四侧面之间，所述第二侧面位于所述第三侧面和所述第四侧面之间，所述中空部内设置有滑坡模型，所述滑坡模型和所述底面连接；

降雨机构，所述降雨机构包括：

供水部件，所述供水部件和自来水管相通；

供水阀，所述供水阀和所述供水部件相通，所述供水部件位于所述供水阀和所述自来水管之间；

降雨喷洒部件，所述降雨喷洒部件和所述供水阀相通，所述供水阀位于所述降雨喷洒部件和所述供水部件之间，所述降雨喷洒部件设置在所述第一纵向梁或所述第二纵向梁上；

控制器，所述控制器和所述供水阀相通，所述供水阀位于所述控制器和所述供水部件之间，所述供水阀位于所述控制器和所述降雨喷洒部件之间；

上位机，所述上位机和所述控制器相通，所述控制器位于所述上位机和所述供水阀之间；

土水压力机构，所述土水压力机构包括：

土压力计，所述土压力计设置在所述滑坡模型内；

孔隙水压力计，所述孔隙水压力计设置在所述滑坡模型内；

体积水含水率感应器，所述体积水含水率感应器设置在所述滑坡模型内；

位移图像采集机构，所述位移图像采集机构包括：

三维激光扫描仪，所述三维激光扫描仪设置在所述第二横梁和所述第四横梁上；

垂直位移测量部件，所述垂直位移测量部件包括第一垂向位移计、第二垂向位移计、第三垂向位移计、第四垂向位移计，所述第一垂向位移计、第二垂向位移计、第三垂向位移计、第四垂向位移计分别设置在所述滑坡模型的各角点处；

水平位移监测部件，所述水平位移监测部件包括第一水平位移计、第二水平位移计，所述第一水平位移计和所述第二水平位移计分别设置在所述滑坡模型的水平荷载受力面，所述水平荷载受力面位于所述第一水平位移计和所述降雨喷洒部件之间，所述水平荷载受力面位于所述第二水平位移计和所述降雨喷洒部件之间；

滑坡坡度控制机构，所述滑坡坡度控制机构包括：

垂直荷载控制电机，所述垂直荷载控制电机设置在所述第一纵向梁或第二纵向梁上；

水平荷载控制电机，所述水平荷载控制电机设置在所述第一横梁、或所述第二横梁、或所述第三横梁、或所述第四横梁上；

稳压稳流数控计量油源泵站，所述稳压稳流数控计量油源泵站分别与所述垂直荷载控制电机和所述水平荷载控制电机相通；

控制传感器，所述控制传感器设置有垂直载荷传感器、水平载荷传感器，所述垂直载荷传感器和所述垂直荷载控制电机相通，所述水平载荷传感器和所述水平荷载控制电机相通；

数据自动采集分析机构，所述数据自动采集分析机构分别与所述土压力计、所述孔隙水压力计、所述体积水含水率感应器、所述三维激光扫描仪、所述第一垂向位移计、所述第二垂向位移计、所述第三垂向位移计、所述第四垂向位移计、所述第一水平位移计、所述第二水平位移计、所述垂直载荷传感器、所述水平载荷传感器相通，以传递垂直载荷参数、水平载荷参数、垂直位移参数、水平位移参数、土压力值、孔隙水压力值、体积含水率值至所述数据自动采集分析机构中。

2.如权利要求1所述的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置，其特征在于，所述应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置包括：

所述第一侧面、第二侧面、第三侧面、第四侧面都为透明的钢化玻璃。

3.如权利要求2所述的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置，其特征在于，所述应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置包括：

所述降雨喷洒部件包括若干组喷洒器，每组所述喷洒器的降雨量范围从0.1mm/min至0.6mm/min。

4.如权利要求3所述的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置，其特征在于，所述应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置包括：

所述第一垂向位移计的垂直位移测量范围是从0mm至300mm，所述第一垂向位移计的精度是0.3％F.S，所述第一垂向位移计的分辨度0.01毫米。

5.如权利要求4所述的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置，其特征在于，所述应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置包括：

所述第二垂向位移计的垂直位移测量范围是从0mm至300mm，所述第二垂向位移计的精度是0.3％F.S，所述第二垂向位移计的分辨度0.01毫米。

6.如权利要求5所述的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置，其特征在于，所述应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置包括：

所述第三垂向位移计的垂直位移测量范围是从0mm至300mm，所述第三垂向位移计的精度是0.3％F.S，所述第三垂向位移计的分辨度0.01毫米。

7.如权利要求6所述的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置，其特征在于，所述应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置包括：

所述第四垂向位移计的垂直位移测量范围是从0mm至300mm，所述第四垂向位移计的精度是0.3％F.S，所述第四垂向位移计的分辨度0.01毫米。

8.如权利要求7所述的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置，其特征在于，所述应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置包括：

所述第一水平位移计的水平位移测量范围是从0mm至300mm，所述第一水平位移计的精度是0.3％F.S，所述第一水平位移计的分辨度是0.01毫米。

9.如权利要求8所述的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置，其特征在于，所述应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置包括：

所述第二水平位移计的水平位移测量范围是从0mm至300mm，所述第二水平位移计的精度是0.3％F.S。

10.如权利要求9所述的一种应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置，其特征在于，所述应用于大型滑坡稳定性三维物理模拟试验的装置包括：

所述第二水平位移计的分辨度是0.01毫米。