[发明专利]一种模拟抛射型滑坡实验装置及方法

说明书

本发明公开了一种模拟抛射型滑坡实验装置及方法，实验装置采用气动式抛射动力系统，气动式抛射动力系统包括振动装置，振动装置的顶部设置有模拟结构面，所述模拟结构面上设置有边坡土体，边坡土体的内部通过通气管道与氮气瓶相连，所述模拟结构面的顶部设置有模拟降雨装置，模拟结构面和边坡土体之间设置有高强纤维透气层、加速度传感器、位移传感器和应力传感器，模拟结构面内部填充有磁性填充物，并在边坡土体的内部设置有电磁铁，电磁铁与布置在被抛射土体中的柔性铁皮相配合，并产生电磁力。通过模拟在气压作用下抛射土体的运动过程和在振动下抛射土体的运动过程，来分析其能量的损耗，进而来揭示地震和抛射型滑坡产生的真实原理。

技术领域

本发明涉及地震灾害模拟与防治技术领域，主要用于模拟一种由于地震引起的抛射型滑坡，研究其产生原理及相应的预防措施。

背景技术

2008年5月12日下午 2:28 ，巨大灾难性的8级大地震（汶川地震）在我国四川龙门山中北段突然发生了。5•12汶川地震是中华人民共和国成立以来破坏力最大的地震，也是唐山大地震后伤亡最严重的一次地震。严重破坏地区超过10万平方千米，其中，极重灾区共10个县（市），较重灾区共41个县（市），一般灾区共186个县（市），截至2008年9月18日12时，5•12汶川地震共造成69227人死亡，374643人受伤，17923人失踪，造成了巨大的损失。虽然地震学家已能设计和使用仪器，在每次地震发生后的几分钟内自动报告它的地点和震级，但是，预测下一个强震至今还不成功。

为在对于地震成因的假说中，其中一条是发生地震的能量是位于地壳深部、下部的极高压、极高密度甲烷天然气的体积膨胀能。为了验证其对现象的解释是否符合客观事实，特意设计了一种抛射型滑坡模型来模拟在汶川地震中造成巨大损失的抛射型滑坡的产生方式。地震是在地壳内和近地表沿数十到数百公里断裂带在几秒到几十秒钟时间内，巨大到特别巨大的机械能量突然快速释放产生地震波、断层运动和地表破坏的一种现象。为探究每次地震在地壳内和近地表沿狭长断裂带在几秒到几十秒钟时间内突然释放的巨大机械能量是什么来源，假定发生地震的主要能源是位于地壳深部、下部的极高压、极高密度甲烷天然气的体积膨胀能。特别针对汶川地震中山体巨大破坏飞速抛移滑移的现象，于是在此设计一种抛射型滑坡模型，方便研究探明地震的形成原因。

发明内容

目前对于地震抛射现象的研究领域存在一定的空白，需要对于此现象进行一定的理论分析。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种模拟抛射型滑坡实验装置及方法。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种模拟抛射型滑坡实验装置，所述实验装置采用气动式抛射动力系统，所述气动式抛射动力系统包括振动装置，所述振动装置的顶部设置有模拟结构面，所述模拟结构面上设置有边坡土体，所述边坡土体的内部通过通气管道与氮气瓶相连，所述模拟结构面的顶部设置有模拟降雨装置，所述模拟结构面和边坡土体之间设置有高强纤维透气层、加速度传感器、位移传感器和应力传感器，所述模拟结构面内部填充有磁性填充物，并在边坡土体的内部设置有电磁铁，所述电磁铁与布置在被抛射土体中的柔性铁皮相配合，并产生电磁力。

所述实验装置采用磁动式抛射动力系统，所述磁动式抛射动力系统与气动式抛射动力系统结构相同，其不包括通气管道和氮气瓶。

所述模拟降雨装置包括设置在边坡土体正上方的主导水管，所述主导水管上连接有多根分支的分导水管，所述分导水管的底部均布安装有多个喷头，所述主导水管上安装有阀门和流量计。

所述振动装置包括多个均布的上下振动缸，所述上下振动缸的顶部固定有支撑层板，所述支撑层板的顶部固定有左右振动缸，所述左右振动缸的活塞杆末端固定有滑动支柱，所述滑动支柱的顶部固定有支撑层板。

所述通气管道共有多根，分别预埋在边坡土体内部的不同位置。

所述边坡土体的侧面布置有高清摄影装置。