[发明专利]降雨与库水位耦合作用滑坡物理模拟试验装置

权利要求书

1.降雨与库水位耦合作用滑坡物理模拟试验装置，其特征在于它包含人工降雨模拟单元、模型箱单元、监测单元；

所述的人工降雨模拟单元包含储水井、人工降雨控制台、水网系统；水网系统通过大功率水泵从储水井抽取地下水；人工降雨控制台与水网系统上的大功率水泵控制连接，控制水网系统的电压和水压力；水网系统的上部设有数控分水阀门和喷嘴；水网系统的下部设有回水槽、沉沙池；回水槽经沉沙池与储水井连通；

所述的模型箱单元包含箱体；箱体的底部设有重型带刹脚轮；箱体框架的四周和底部通过透明钢化玻璃密封；箱体内设有滑床；滑床上设有滑动带；滑动带上设有滑体；滑体的后缘采用缓坡结构；滑体的后缘上设有滤水管；箱体的前缘底部设有控水闸门；箱体前缘两侧内壁设有液位计；

所述的监测单元包含高清摄像机、动力位移传感器、水分传感器、孔隙水压力传感器、土压力传感器、监控平台；高清摄像机设在箱体的外侧上方及四周；动力位移传感器、水分传感器、孔隙水压力传感器、土压力传感器分设在滑动带和滑体的不同部位；动力位移传感器、水分传感器、孔隙水压力传感器、土压力传感器通过集成卡和稳压器与监控平台连接；高清摄像机与监控平台电性连接。

2.根据权利要求1所述的降雨与库水位耦合作用滑坡物理模拟试验装置，其特征在于箱体的长、宽、高分别为230cm、120cm、100cm，箱体的底部设有六个重型带刹脚轮。

3.根据权利要求1或2所述的降雨与库水位耦合作用滑坡物理模拟试验装置，其特征在于箱体的前缘内侧右角设有进水管；箱体中部设有可拆卸挡板。

4.根据权利要求1所述的降雨与库水位耦合作用滑坡物理模拟试验装置，其特征在于箱体框架由不锈钢横支架、不锈钢纵支架和不锈钢斜支撑组成；箱体框架的四周和底部通过钢化玻璃一体式密封。

5.根据权利要求1所述的降雨与库水位耦合作用滑坡物理模拟试验装置，其特征在于所述的滤水管采用UPVC约翰逊管。

6.根据权利要求1所述的降雨与库水位耦合作用滑坡物理模拟试验装置，其特征在于它的试验方法包含如下步骤：

一、将待测的不同的滑床模型置于的模型箱单元隔间内，将配置好滑动带设于滑床之上，再将筛分过的滑体按照容重相似原则分层铺设在滑动带之上，同步在滑动带和滑体上埋设各传感器，最后在滑体后缘插上滤水管；

二、连接监测单元，测试各传感器及摄像机监控及多通道数据是否正常运行，采集各模型传感器的第一数据；

三、用雨布将模型箱单元先行遮盖，先采用人工降雨模拟单元对不同的土体模型降雨滤定，待降雨稳定到设计的雨强时揭开雨布，开始降雨计时和监测数据采集；

四、根据滑坡实际工况打开或关闭控水阀门，打开进水管，通过液位计观测滑坡前缘水位变化情况；

五、将试验全过程中的各滑坡模型的孔隙水压力、土体压力、位移和土壤水分、前缘水位变化进行对比，分析所述不同的滑坡模型降雨与库水位变化对边坡变形破坏的影响。