[发明专利]一种滑坡模型试验装置

说明书

本发明涉及一种滑坡模型试验装置，包括滑坡模型箱，滑坡模型箱内设有模型坡体和冻融作用单元；模型坡体堆砌在滑坡模型箱的底板上，模型坡体的一个侧面放坡为自由的斜坡面，模型坡体的其它侧面受限于滑坡模型箱的侧板以使模型坡体的垂直于斜坡面的截面呈直角梯形；冻融模拟单元包括与所述斜坡面相对应且铺埋于斜坡面下的冷凝管网，冷凝管网与滑坡模型箱外的热交换设备主体相连；斜坡面下还埋设有若干温度传感器。本发明通过冻融模拟单元，可有效开展模拟研究季节性冻融对滑坡地质灾害影响的试验，结合现有的降雨系统等，可有效开展模拟研究水作用下冻融促滑对滑坡地质灾害影响的试验。

技术领域

本发明属于物理方法测量测试地面材料技术领域，具体涉及一种滑坡模型试验装置。

背景技术

滑坡会导致道路毁坏、房屋倒塌、形成堰塞湖等灾害，造成巨大的生命财产损失，是最主要的地质灾害之一。

采用加载滑坡模型试验是研究滑坡机理的有效方法。现有技术中也有相关研究，如CN103308663A、CN106885894A、CN107490668A、CN108279296A、CN207675761U、CN108918828A、CN109507390A，提供了对滑坡模型试验箱体结构、滑坡面结构、冻融滑坡等单体构件进行完善的信息；也有如CN1584542A、CN109208656A、CN207488288U、CN107807223A、CN105842418A、CN105510556A、CN102331489A，提供了采用各种检测器件对部分模拟环境进行对应监控测量的研究信息。但目前加载滑坡模型试验仍存有如下不足和缺点：

①不能模拟季节性冻融对坡体滑坡、对水作用下边坡或滑坡的失稳破坏的影响试验。

②采用在坡顶设置的刚性板上加载来模拟实际重力荷载作用，会导致载荷重新分布，存在模拟失真。由于在滑坡模拟试验中，刚性板不能随着模型坡体的变形而产生相应的变形，故会导致显著的荷载重分布，从而影响试验结果；为了避免模拟失真，目前部分加载方式控制复杂、费用高。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种滑坡模型试验装置，避免目前模拟冻融作用对滑坡地质灾害的机理研究受限的问题，取得可进行有效模拟冻融作用下、重力荷载下的滑坡模型试验的效果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种滑坡模型试验装置，包括滑坡模型箱，所述滑坡模型箱内设有作为试验对象的模型坡体和冻融作用单元；所述模型坡体堆砌在滑坡模型箱的底板上，所述模型坡体的一个侧面放坡为自由的斜坡面，所述模型坡体的其它侧面受限于滑坡模型箱的侧板以使模型坡体的垂直于斜坡面的截面呈直角梯形；所述冻融模拟单元包括与所述斜坡面相对应且铺埋于斜坡面下的冷凝管网，所述冷凝管网通过其用于冷媒循环的出口和入口与滑坡模型箱外的热交换设备主体相连；斜坡面下还埋设有若干温度传感器。

进一步完善上述技术方案，所述模型坡体上设有加载机构，所述加载机构包括置于模型坡体的上表面和滑坡模型箱的上盖板之间的柔性气囊，所述柔性气囊与供压单元连接以通过所述供压单元改变柔性气囊的内部压力并通过柔性气囊的膨胀向模型坡体施加试验所需载荷；所述模型坡体内埋设有若干侧斜仪。

进一步地，所述柔性气囊与模型坡体的上表面之间设有一层砾石层。

进一步地，所述砾石层为铺设在模型坡体上表面的厚度3～5cm、粒径2mm的匀质松散圆砾层。

进一步地，还包括用于限制柔性气囊周向膨胀的竖向挡板以将柔性气囊膨胀时施加的载荷限制在模型坡体上表面的设计加载区域内，所述竖向挡板连接于滑坡模型箱，竖向挡板的下沿延伸至模型坡体的上表面，保证柔性气囊始终处于封闭空间内。