[实用新型]一种用于边坡足尺模型试验的人工模拟降雨装置

说明书

本实用新型公开了一种用于边坡足尺模型试验的人工模拟降雨装置，该装置主要由供水系统、喷淋系统、可移动支架及雨水回流系统组成，所述供水系统主要用于提供水源，同时利用变频自吸泵调节管道压力；所述喷淋系统为整个系统产生模拟降雨，同时通过雨量筒对降雨强度进行实时监测；所述可移动支架主要用于遮挡天然降雨、挡风及收集喷往模型箱外的雨水；所述回流系统用于回收坡脚及雨幕收集的雨水，提高整个装置的水循环利用效率。本实用新型操作方便，结构简单，制作成本低，环境友好，能产生与天然降雨高度相似的人工模拟降雨，可调雨强范围广，为开展边坡足尺模型试验获取可靠的试验数据提供了技术保证。

技术领域

本实用新型属于岩土工程技术领域，具体涉及一种用于边坡足尺模型试验的人工模拟降雨装置。

背景技术

降雨是诱发滑坡的主要因素之一，研究降雨对边坡稳定性的影响需要以大量的试验数据为基础，然而降雨的不确定性给研究工作带来了很大的困难。此外利用天然降雨的研究周期长、受环境影响大，很难获得理想的效果。通过人工模拟降雨的方法，可以方便地控制实验进程，缩短实验周期，有效克服天然降雨在研究边坡稳定性中的缺点。

天然降雨特性包括降雨强度、降雨分布的均匀性、雨滴直径和雨滴终点速度。目前，对于由降雨因素导致的边坡失稳机理研究，国内外开展了一系列有针对性的现场试验和物理模型试验，但由于对天然降雨特性认识上的不足，大多岩土工作者对人工模拟降雨装置的准确性关注较少，自行设计的降雨装置多数只关注了降雨强度与水压之间的率定关系，忽视了降雨参数中其它三个指标的重要性。有部分试验虽然考虑到了降雨特性对坡体水分入渗及坡面侵蚀的影响，但由于雨滴发生器的选择欠考虑，导致不能得到可靠的人工模拟降雨参数；还有部分人工模拟降雨装置虽然在降雨特性上满足要求，但由于尺寸较小，其设计方法不能直接应用在边坡足尺模型试验中。此外，目前研制出的一些人工模拟降雨装置，价格昂贵，操作复杂，难以在边坡足尺模型试验中应用。

根据试验需要，边坡足尺模型试验人工模拟降雨装置应满足以下要求：

(1)试验装置必须要有足够的强度、刚度和稳定性，以承受当地的风荷载；

(2)装置产生的模拟降雨在降雨特性上与天然降雨相似；

(3)保证雨滴不受风影响，垂直下落；

(4)可快速调节管道压力，达到对降雨强度的及时控制，同时能实现对降雨强度的实时监测；

(5)雨水应尽可能循环利用；

(6)试验装置具有良好的组合性和移动性。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是：现有边坡模型试验中人工模拟降雨装置准确性低、尺寸较小、价格昂贵、操作复杂，难以在边坡足尺模型试验中应用。

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种用于边坡足尺模型试验的人工模拟降雨装置，能够最大程度上模拟自然降雨过程，可针对当地的降雨特点，通过调整管道压力及启闭不同类型喷头对降雨强度进行调控，并可实时记录雨强，同时实现雨水的循环利用。

为此，本实用新型采用了以下技术方案：