[实用新型]考虑雨水作用下的大型滑坡物理模型试验系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种滑坡物理模型试验设备，属于地质灾害模型试验领域。

背景技术

传统的滑坡模型试验系统主要由模型试验槽、模型加载装置和常规测量装置组成，这种模型试验系统存在以下几个方面的不足：

(1)模型槽附属功能单一，模型槽一般是独立的试验槽，很少在其上附属其它系统，如降雨系统、地下水控制系统和非接触式量测系统，这样不利于滑坡模型试验边界条件的控制和模型试验测试结果的精确获得；

(2)模型加载装置自动化程度不高，且控制精确度较低。这里的加载通常指的是通过抬高滑坡模型槽的仰角，来模拟滑坡材料参数的折减，以达到使滑坡破坏的目的。目前对模型槽仰角的变化来实现加载的自动化控制水平低，主要采用手动方式来实现，这对试验结果影响很大，这主要是由于滑坡的变形破坏对坡角的变化很敏感。

(3)常规的位移和应力测量装置主要采用传感器，由于传感器的尺寸相对模型试验槽的尺寸来说较大，传感器的移动对传感器周围的土体扰动较大，这样就影响传感器周围土体的渗流及变形破坏响应，当传感器的埋设断面较多时，对整个模型试验槽里的岩土体的影响就很大，从而导致局部或整体位移场和应力场失真。模型试验系统中的土体随着外界条件的变化处于饱和或非饱和状态，对于非饱和土体要进行吸力和含水量的测量，常规的量测系统不能进行非饱和土体非饱和区含水量的测量。

(4)传统的模型试验人工降雨系统一般采用人工控制降雨强度，具体实施方式主要有人工手动进行单喷头喷雾及人工手动控制多组喷头，这些方式对降雨强度的控制误差较大。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种集人工降雨控制系统、地下水位控制控制系统、γ射线透射法水分测试系统、非接触光学位移测量系统及模型精确加载系统于一体的大型滑坡物理模型试验系统。

本实用新型的目的是这样实现的：一种考虑雨水作用下的大型滑坡物理模型试验系统，试验模型槽1底部一侧与液压升降系统3连接，另一侧设有固定铰支座2，试验模型槽1上方装有人工降雨系统8，试验模型槽1外侧设有立柱12，小车支架6与立柱12连接，装有放置γ射线放射源和吸收装置的小车7安装在小车支架6上，供水管道4与试验模型槽1相通，试验模型槽1内还设有库水供水管9和库水泄水管道10。地下水位控制系统中的马氏供水系统中主要由马氏管18组成，马氏管18固定在模型槽1的侧壁上。试验模型槽1长度方向两侧装有钢化玻璃13。试验模型槽1内装有光学测量点14。

本实用新型所提供的大型滑坡物理模型试验系统，集成人工降雨控制系统、地下水位控制控制系统、非接触光学位移测量系统、γ射线透射法水分测试系统和模型精确加载系统于模型槽的综合模型试验系统对滑坡进行物理模型试验。通过人工降雨控制系统可以模拟常见多发雨型，并实现不同雨型的自动控制；通过非接触光学测量系统可以自动全程获得滑坡各光学测点的位移，而克服传统传感器埋设对模型土体的扰动；通过γ射线透射法水分测试系统可以实现对模型土体的非饱和区进行非接触量测；通过地下水位控制系统可以实现滑坡模型地下水位边界的有效控制；通过自动液压起降系统可以自动而精确实现滑坡坡度的改变，达到对滑坡加载的目的。该系统可进行考虑降雨、库水位变化因素对滑坡变形破坏影响的滑坡物理模型试验，具备操作方便、自动化程度高和测量精确度高的特点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型试验槽的俯视结构示意图。

具体实施方式

本系统主要由控制系统和量测系统两大部分组成。其中控制系统包括模型试验平台起降控制系统、室内人工降雨控制系统、水库水位变化控制系统；量测系统包括多物理量测试系统、非接触位移量测试系统和γ射线透射法水分测试系统。

试验平台起降控制系统由试验模型槽和液压起降控制装置组成。试验平台模型槽1底部和侧面由角钢组成框架结构，模型槽长度方向两侧用钢化玻璃13封闭，模型槽1封闭的钢化玻璃13一方面可以保证滑坡体中动态的水分运移系统的形成，另一方面便于滑坡物理力学量的测试，如利用玻璃的透光性，便于采用非接触式光学测量方法对滑坡的位移进行施测；模型试验平台一端固定于地基固定铰支座2，另一端由自动液压起降系统3中的液压缸支承，通过自动液压起降控制系统3，可以将模型槽1绕固定铰支座2抬升，抬升角度通过自动控制面板进行精确控制，以达到提高滑坡15坡角的目的。该模型起降平台可安装水分测试系统、非接触位移场测试系统和多物理量测试系统，平台上部屋顶安装有人工降雨系统8。