[发明专利]一种滑坡土木模型试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及滑坡物理模型技术领域，特别是一种用于滑坡土工模型试验的装置。

背景技术

对山体滑坡机理的研究工作中，使用的方法主要可归结为：现场勘察与试验、现场监测、理论分析与数值计算，以及物理模型试验等方法。由于滑坡形成机理的复杂性，使得采用物理模型试验已成为再现滑坡发生的重要研究手段之一。

滑坡物理模型试验属于地质力学模型试验范畴，其理论源自于结构模型试验。滑坡模型试验是地质力学模型试验中针对滑坡这一特定研究对象的试验技术，其发展经历了框架式模型试验、底面摩擦模型试验、现场三维及足尺模型试验、渗水力模型试验、土工离心模型试验等试验阶段，目前国内外常用的地质力学模型试验多数是框架式模型试验和离心模型试验两种形式。

离心模型试验由于其利用土工离心机高速旋转产生的离心力模拟重力，在Ng条件下，能够使得小尺寸离心模型的应力、应变与原型相同或相似，因此在滑坡研究中得到广泛应用，现在在离心模型试验中通过振动台、降水装置模拟地震、下雨的情况已有大量文献进行了披露，例如中国专利CN204108697U公开的一种用于土工离心模型试验的降雨装置、CN104391103A公开的用于离心模型的降雨模拟方法及其装置；但如何在离心模型试验中模拟台风、龙卷风等极端气流情况，从而研究其对滑坡的影响则还未有相关研究。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种滑坡土木模型试验装置，以减少或避免前面所提到的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种滑坡土木模型试验装置，其设置于放置土工模型的模型箱上，其包括设置于所述土工模型斜坡上方的气流发生器，所述气流发生器为锥筒结构，其下方设置有至少一个切向进气口，上方设置有一个出气口，所述气流发生器通过一个第一连接杆和一个第二连接杆与所述模型箱连接，所述第一连接杆顶部设置有一个位于所述模型箱顶部的收风口，所述第二连接杆顶部设置有一个位于所述模型箱顶部的出风口，所述收风口与所述出风口均为喇叭状结构，所述收风口通过管道与所述切向进气口连接，所述出风口通过管道与所述出气口连接。

优选地，所述出气口设置有电磁阀。

优选地，所述收风口设置有电磁阀。

优选地，所述切向进气口与所述气流发生器底边的距离不小于所述气流发生器的高度的1/8。

优选地，所述切向进气口与所述气流发生器底边具有一个角度为3-8度的倾斜角。

优选地，所述切向进气口与所述气流发生器内壁的与其平行的切线的距离为2-5mm。

本发明所提出的一种用于滑坡土工模型试验的装置，其可在土工模型外部产生气流，从而可在离心模型试验中模拟台风、龙卷风等极端气流情况对滑坡的影响。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，

图1显示的是土工离心机的结构示意图；

图2显示的是根据本发明的一个具体实施例的一种用于滑坡土工模型试验的装置的结构原理示意图；

图3显示的是图2中的气流发生器的切向进气口的截面示意图；

图4显示的是图2中的气流发生器的剖面结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。

图1显示的土工离心机的结构示意图；参见图1所示，在离心模型试验中，离心模型通常设置在一个模型箱中，该模型箱放置在土工离心机的吊篮1中，当所述土工离心机高速旋转时，所述吊篮1中就会产生Ng的离心加速度，这时，小尺寸的离心模型即可获得与原型相同或相似的应力、应变，也就可以实现对实际山体边坡的滑坡研究。通常情况下，在研究滑坡时，土工离心机的离心加速度会在30g以上，甚至超过50g。因此，在模型箱外部会有高速气流产生，但由于通常离心模型试验中使用的模型箱均为开口式结构，因此在模型箱内，离心模型外部的气流相对平稳，也就是离心模型外部的气流相对静止。