[实用新型]一种边坡走向夹角可调的组合式试验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于一种模型试验装置，更具体涉及一种边坡走向夹角可调的组合式试验装置，它适用于边坡上下区域走向夹角对边坡稳定性影响的试验研究。

背景技术

目前针对边坡的稳定分析和安全评估已有较多研究成果，基于空间效益的三维边坡稳定性更是研究的热点。所谓空间效应是指坡面的凹凸形态、滑体的端部效应以及坡体的走向对边坡稳定性的影响。现有的研究成果都只是涉及坡面的凹凸形态和滑体的端部效应对边坡空间稳定性的影响，还没有关于坡体走向对边坡稳定性影响的相关研究。为了分析研究边坡走向夹角对其潜在破坏机制的影响，一方面需要借助理论分析和数值模拟，另一方面，更多的是需要借助模型试验进行探索分析。

发明内容

本实用新型的目的是在于提供了一种边坡走向夹角可调的组合式试验装置，结构简单，使用方便，尺寸可调，拆装灵活，能够快速准确地模拟边坡失稳过程，进行边坡潜在破坏机制探索和空间稳定性分析。

为了实现上述的目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种边坡走向夹角可调的组合式试验装置，它包括边坡模型、模型箱和水平加载设备组成；其特征在于：边坡模型是一个上下区域走向存在夹角的模型实体，边坡模型位于模型箱中；模型箱由可拆卸的主体区域箱体和转角区域箱体通过高强螺栓连接组成；模型箱分别与水平加载设备中的反力板、支撑板和滑轨相连，水平加载设备的千斤顶紧贴在模型箱的背面。此外，模型箱的走向夹角变化，通过增加或减少转角区域箱体的底板和侧板个数实现；模型箱的长度和高度变化，通过增加或减少主体区域箱体的底板和侧板个数实现。

所述的主体区域箱体包括底板、侧板、前板和承压板，底板通过8-10块底板单元拼接，底板单元由两侧带高强螺栓的方形型钢框架并镶嵌木板而成；侧板和前板由方形盒体构件和拐角件通过高强螺栓连接而成。

所述的转角区域箱体包括底板、侧板和转轴，底板由0或1-18块外侧带高强螺栓的扇形钢板单元拼接（0是指没有底板单元，表示所述的底板在模型箱转角为零度时不需要外侧带高强螺栓的扇形钢板单元拼接）；侧板由正面开口的中空铸钢弧形盒体构件通过高强螺栓连接而成；转轴是一种铰链结构，两面合页上带有高强螺栓。

所述的水平加载设备包括反力板、支撑板、滑轨、滑块和千斤顶，反力板垂直固定在模型箱底板上，反力板与模型箱承压板相对，支撑板设在相背承压板的一侧；滑轨焊接于反力板上相对承压板的一侧；滑块装在滑轨上。

所述的主体区域箱体包括底板、侧板、前板和承压板。底板通过8-10块长1.2—1.6m、宽0.4—0.6m、厚18—22mm底板单元拼接，底板单元拼接后上部区域底板长2.2－2.7m、宽1.2－1.6m、厚18－22mm，底板单元下部区域底板长1.8－2.2m、宽1.2－1.6m、厚18－22mm。侧板和前板由壁厚18－22mm的方形盒体构件和拐角件通过高强螺栓连接而成；方形盒体构件为长0.4－0.6m、宽0.1－0.3m、高0.4－0.6m的正面开口的中空铸钢方形盒体构件，方形盒体构件背面中空镶嵌木板，方形盒体构件上下左右四侧分别设有的螺栓连接孔，拐角件为长0.1－0.3m、宽0.1－0.3m、高0.4－0.6m的相邻两侧面开口的中空铸钢方形盒体构件，其余面设有的螺栓连接孔；方形盒体构件和拐角件连接后前板长1.2－1.6m、宽0.1－0.3m、高1.8－2.2m，侧板宽0.1－0.3m、高1.8－2.2m。承压板为一厚38－42mm、宽0.8－1.2m、高1.8－2.2m的整块木板。依据试验装置的宽度和边坡原型及试验模型的相似比，通过增加或减少主体区域箱体的底板和侧板个数，调节试验装置的长度和高度。

所述的转角区域箱体包括底板、侧板和转轴。底板由0或1-18块圆心角4－6°、半径1.2－1.6m、厚18－22mm的外侧带高强螺栓的扇形钢板单元拼接而成（0是指没有底板单元，表示所述的底板在模型箱转角为零度时不需要圆心角、半径、厚的外侧带高强螺栓的扇形钢板单元拼接）；侧板由正面开口的中空铸钢弧形盒体构件通过高强螺栓连接而成，弧形盒体构件背面为弧形钢板，弧形盒体构件的上下左右四侧分别设有的螺栓连接孔；转轴是一种铰链结构，两面合页上带有高强螺栓。试验人员可以依据边坡模型上下区域走向夹角，通过转轴合页张开或闭合的角度并增加或减少转角区域箱体的底板和侧板个数，可实现4－6°间隔的边坡走向夹角变化。