CN218212991U - 用于高边坡地质灾害体倾倒破坏图像监测的试验模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及灾害体倾倒破坏模拟领域，并公开了用于高边坡地质灾害体倾倒破坏图像监测的试验模拟装置，包括水平支撑板、倾斜支撑板和升降组件，倾斜支撑板顶部的一端与水平支撑板铰接，水平支撑板用于放置高位灾害体母岩部分，升降组件设置在倾斜支撑板的下方，倾斜支撑板的上端面设置有冰块木槽，冰块木槽内设置有冰块，冰块用于支撑灾害体倾倒变形部分。可模拟不同高边坡坡度与灾害体角度，灾害体的倾倒驱动装置采用冰块，冰块自然融化过程是连续的且无人工干涉的，使得所模拟的危岩体倾倒破坏的过程更加真实连续，从而具有较高的模拟程度，模拟可重复性强，模拟环境更加贴合高边坡灾害体的实际环境，使得模拟试验数据更为精确。

Description

用于高边坡地质灾害体倾倒破坏图像监测的试验模拟装置

技术领域

本实用新型涉及灾害体倾倒破坏模拟领域，具体为用于高边坡地质灾害体倾倒破坏图像监测的试验模拟装置。

背景技术

我国地貌类型复杂多变，地形坡度大，山地面积约占全国陆地面积的69％，容易发生地质灾害，特别是危岩体崩塌破坏。随着水电工程、高速公路、铁路、桥梁、隧道和能源管线等基础设施的不断建设，大型施工工程都增加了对高山峡谷的扰动，与此同时，恶劣天气的增加都极大地提高了危岩体崩塌发生的概率。危岩体崩塌的发生极有可能带来人员伤亡、财产损失以及不良的社会影响。这些边坡受到开挖施工扰动，同时往往受高海拔、高寒、温差变化较大因素等影响，植被较差，存在裂缝、滚石、崩塌、滑坡等安全隐患。由于高边坡坡度陡，植被少，地形复杂，人员难以到达，利用传统的方法难以获取高精度测量结果，无法有效进行高位地质灾害的监测及预警，无法进行边坡隐患的排查和治理，汛期或者地震时一旦突然发生滚石、崩塌、滑坡等地质灾害，后果不堪设想。利用数字孪生技术对实体边坡的地质环境、监测数据进行数字化呈现，实现数字孪生模型数据的同步更新，从而实现对边坡高位地质灾害体的巡检、监测及预警，是解决上述问题的重要方法之一。

高边坡数字孪生技术中，采用无人机高边坡微变摄影测量，规划航迹算法，采集边坡亚毫米级分辨率正交影像数据信息，研制边坡高位灾害体的表面变形识别算法，可更加直观判断高位地质灾害体裂缝、表面变形的具体情况，预判边坡是否安全稳定。

但是高位地质灾害体，特别是滚石、崩塌具有较大的突发性，失稳判断较为复杂，失稳时变形量的阈值也不明确。目前在现场，很难通过无人机摄影直接捕捉到滚石、崩塌发生时刻的影像或图片，其发生灾害前的异常变化也很难获得。因此，需通过模拟装置开展大量的试验；然而，现有的模拟装置大多用于边坡失稳机理探究，试验装置复杂，成本高，没有专门用于模拟灾害体倾倒破坏的试验装置，而不能将模拟成果用于监测系统训练中，且模拟环境与实际差异较大，导致模拟试验数据误差较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供用于高边坡地质灾害体倾倒破坏图像监测的试验模拟装置，模拟可重复性强，模拟环境更加贴合高边坡灾害体倾倒破坏的实际环境，使得模拟试验数据更为精确。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：用于高边坡地质灾害体倾倒破坏图像监测的试验模拟装置，包括水平支撑板、倾斜支撑板和升降组件，所述倾斜支撑板顶部的一端与所述水平支撑板铰接，所述水平支撑板用于放置高位灾害体母岩部分，所述升降组件设置在所述倾斜支撑板的下方，所述倾斜支撑板的上端面设置有冰块木槽，所述冰块木槽内设置有冰块，所述冰块用于支撑灾害体倾倒变形部分。

采用上述技术方案的效果为，通过升降组件可调节水平支撑板和倾斜支撑板的高度，从而模拟不同高边坡坡度与灾害体初始角度，灾害体的倾倒驱动装置采用冰块，冰块自然融化过程是连续的且无人工干涉的，使得所模拟的危岩体倾倒破坏的过程更加真实连续，从而具有较高的模拟程度，模拟可重复性强，模拟环境更加贴合高边坡灾害体的实际环境，使得模拟试验数据更为精确。

进一步地，所述升降组件包括千斤顶和升降支柱，所述升降支柱的伸缩端与所述倾斜支撑板接触，所述水平支撑板设置在所述水平支撑板上。

进一步地，所述倾斜支撑板的底部竖直设置有挡土板，所述挡土板远离所述倾斜支撑板的端面抵接有石墩。

进一步地，所述倾斜支撑板的上表面设置有铁丝网，所述铁丝网上铺设有土石混合料。

进一步地，所述铁丝网的表面采用热镀锌处理，所述铁丝网的网孔直径为0.6mm-1.0mm。

进一步地，所述倾斜支撑板的上方设置有热源，所述冰块位于所述热源的热照范围内。

进一步地，所述水平支撑板的一侧架设有摄像机，或采用无人机航摄。

本实用新型的有益效果是：

1、通过升降组件可调节水平支撑板和倾斜支撑板的高度，从而模拟不同高边坡坡度，通过倾斜支撑板的偏转，模拟灾害体角度，高位灾害体的初期位移也可自由调节，具有较高的模拟程度。

2、灾害体的倾倒驱动装置采用冰块，冰块自然融化过程是连续的且无人工干涉的，使得所模拟的危岩体倾倒破坏的过程更加真实连续，从而使模拟环境更加贴合高边坡灾害体的实际环境，使得模拟试验数据更为精确。

3、试验模拟装置结构简单，易于拆卸和组装、收缩，携带和布设方便。

4、原料简单易得，使得实验成本大大降低，可重复性强。

附图说明

图1为本实用新型用于高边坡地质灾害体倾倒破坏图像监测的试验模拟装置的结构示意图；

图中，1-水平支撑板，2-倾斜支撑板，3-冰块木槽，4-冰块，5-千斤顶，6-升降支柱，7-挡土板，8-石墩，9-铁丝网，10-土石混合料，11-热源。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，用于高边坡地质灾害体倾倒破坏图像监测的试验模拟装置，包括水平支撑板1、倾斜支撑板2和升降组件，倾斜支撑板2顶部的一端与水平支撑板1铰接，水平支撑板1用于放置高位灾害体母岩部分，升降组件设置在倾斜支撑板2的下方，倾斜支撑板2的上端面设置有冰块木槽3，冰块木槽3内设置有冰块4，冰块4用于支撑灾害体倾倒变形部分；通过升降组件可调节水平支撑板1和倾斜支撑板2的高度，从而模拟不同高边坡坡度与灾害体角度，通过倾斜支撑板2的偏转，模拟边坡角度，灾害体的倾倒驱动装置采用冰块4，冰块4自然融化过程是连续的且无人工干涉的，使得所模拟的危岩体倾倒破坏的过程更加真实连续，从而具有较高的模拟程度，模拟可重复性强，模拟环境更加贴合高边坡灾害体倾倒的实际环境，使得模拟试验数据更为精确；具体实施时，水平支撑板1与倾斜支撑板2之间采用铰链活动连接。

进一步地，升降组件包括千斤顶5和升降支柱6，升降支柱6的伸缩端与倾斜支撑板2接触，水平支撑板1设置在水平支撑板1上，通过升降支柱调节倾斜支撑板2的角度，实现模拟边坡角度的效果，通过千斤顶5对水平支撑板1进行支撑，并通过千斤顶5调节坡度，从而通过千斤顶5与升降支柱6的配合对倾斜支撑板2的坡度进行可控的调节，操作简易，可模拟0°-90°的边坡坡度，具有较大的坡度模拟范围。

进一步地，倾斜支撑板2的底部竖直设置有挡土板7，挡土板7远离倾斜支撑板2的端面抵接有石墩8，防止试验中倾斜支撑板2发生滑动的情况，倾斜支撑板2的上方设置有热源11，热源11可采用吹风机或取暖器等，冰块4位于热源11的热照范围内，水平支撑板1的一侧架设有摄像机，或采用无人机航摄，具体试验过程为，危岩体的形状大小根据实际模拟的高边坡地质进行设计，布置好摄像机以及热源11的位置，然后将危岩体的高位灾害体母岩部分放置在水平支撑板1上，将危岩体的灾害体倾倒变形部分通过冰块4进行支撑，冰块4在热源11作用下逐步融化，灾害体倾倒变形部分慢慢发生倾倒变形破坏，分别从两个角度拍摄一组照片，拍摄的第一组照片相当于是危岩体的初始状态，冰块4每融化一段时间，就拍摄一次照片，最好让间隔时间基本一致，保证试验步相似，每次拍摄使得危岩体裂缝宽度变化在1mm-2mm左右，直到冰块完全融化为止，或者危岩体发生足够大的变形后滑落为止，或测试直到灾害体倾倒变形部分完全崩塌为止，停止拍照，试验终止；这样的拍摄方案能够获得足够多的试验照片，而且也能够使得试验的精度足够高，实现边坡高位地质灾害体微小变形的模拟；将摄像头的位置调整合适后，然后设置摄像头的拍摄间隔时间，实现自动拍摄危岩体形变过程的监测。

进一步地，倾斜支撑板2的上表面设置有铁丝网9，铁丝网9上铺设有土石混合料10，从而模拟现场边坡，贴合实际的边坡环境，试验模拟装置的安装过程为，首先在倾斜支撑板2的表面布置铁丝网9，然后将水平支撑板1余倾斜支撑板2连接，通过千斤顶5和升降支柱6调节倾斜支撑板2的坡度，并分别支撑水平支撑板1与倾斜支撑板2，在倾斜支撑板2的底部安装挡土板7，然后在倾斜支撑板2的铁丝网9上铺上一定厚度的土石混合料模拟现场边坡，倾斜支撑板2表面铁丝网9和挡土板7起到固定土石混合料的作用，然后将高位灾害体母岩部分放置在水平支撑板1上，最后在倾斜支撑板2顶部紧靠高位灾害体母岩部分位置，布置灾害体倾倒变形部分，灾害体倾倒变形部分底部布置冰块木槽3，并将冰块4置于其中，此时，冰块处于完整未融化状态，通过冰块4对灾害体倾倒变形部分的部分位置进行支撑，从而完成试验模拟装置的安装，试验模拟装置结构简单，易于拆卸和组装、收缩，携带和布设方便。

进一步地，铁丝网9的表面采用热镀锌处理，不生锈，经久耐用，铁丝网9的网孔直径为0.6mm-1.0mm，这样能够尽可能的防止土石混合料10下滑；铁丝网9通过螺栓与垫片的配合固定在倾斜支撑板2上，固定时要保证铁丝网9平顺，无凸起，铁丝不能出露出来，以免扎伤人。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；以及本领域普通技术人员可知，本实用新型所要达到的有益效果仅仅是在特定情况下与现有技术中目前的实施方案相比达到更好的有益效果，而不是要在行业中直接达到最优秀使用效果。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.用于高边坡地质灾害体倾倒破坏图像监测的试验模拟装置，其特征在于，包括水平支撑板(1)、倾斜支撑板(2)和升降组件，所述倾斜支撑板(2)顶部的一端与所述水平支撑板(1)铰接，所述水平支撑板(1)用于放置高位灾害体母岩部分，所述升降组件设置在所述倾斜支撑板(2)的下方，所述倾斜支撑板(2)的上端面设置有冰块木槽(3)，所述冰块木槽(3)内设置有冰块(4)，所述冰块(4)用于支撑灾害体倾倒变形部分。

2.根据权利要求1所述的用于高边坡地质灾害体倾倒破坏图像监测的试验模拟装置，其特征在于，所述升降组件包括千斤顶(5)和升降支柱(6)，所述升降支柱(6)的伸缩端与所述倾斜支撑板(2)接触，所述水平支撑板(1)设置在所述水平支撑板(1)上。

3.根据权利要求1所述的用于高边坡地质灾害体倾倒破坏图像监测的试验模拟装置，其特征在于，所述倾斜支撑板(2)的底部竖直设置有挡土板(7)，所述挡土板(7)远离所述倾斜支撑板(2)的端面抵接有石墩(8)。

4.根据权利要求3所述的用于高边坡地质灾害体倾倒破坏图像监测的试验模拟装置，其特征在于，所述倾斜支撑板(2)的上表面设置有铁丝网(9)，所述铁丝网(9)上铺设有土石混合料(10)。

5.根据权利要求4所述的用于高边坡地质灾害体倾倒破坏图像监测的试验模拟装置，其特征在于，所述铁丝网(9)的表面采用热镀锌处理，所述铁丝网(9)的网孔直径为0.6mm-1.0mm。

6.根据权利要求1所述的用于高边坡地质灾害体倾倒破坏图像监测的试验模拟装置，其特征在于，所述倾斜支撑板(2)的上方设置有热源(11)，所述冰块(4)位于所述热源(11)的热照范围内。

7.根据权利要求6所述的用于高边坡地质灾害体倾倒破坏图像监测的试验模拟装置，其特征在于，所述水平支撑板(1)的一侧架设有摄像机，或采用无人机航摄。

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