[发明专利]一种可调节高宽比的颗粒柱实验装置

说明书

本发明公开了一种可调节高宽比的颗粒柱实验装置，涉及实验装置技术领域，包括：物料盒、高宽比调节组件、失稳启动组件、物料堆积平台和监测装置，物料盒的侧端开口处滑动设有插板，高宽比调节组件设置在物料盒本体中，高宽比调节组件包括与插板平行设置的隔板以及设置在隔板和物料盒内壁之间的可调支撑件，插板、物料盒和隔板之间形成物料放置容腔，失稳启动组件设置在物料盒上方并与插板连接，物料堆积平台设置在物料盒靠近插板的一侧，监测装置设置在堆积平台的上方,该实验装置可实现对座落型高速滑坡的室内物理模型实验，颗粒柱在失稳前的高宽比可根据实验要求进行调节。

技术领域

本发明涉及实验装置技术领域，具体涉及一种可调节高宽比的颗粒柱实验装置。

背景技术

座落型滑坡作为高速滑坡的一种常见类型，多发生在反倾或近水平较坚硬地层中；在垂向和水平地震加速度作用下,后缘沿着已有的垂直层面的优势面进一步拉裂并不断向下扩展，最终与前缘潜在滑移面贯通导致滑体剪出发生失稳；剪出口位置低，滑坡从高位整体下座,具有振动膨胀解体的特征,堆积体超覆于前缘平缓地面。

座落滑移式破坏在人工边坡工程中也较为常见。在同一坡体内,上部岩体较坚硬、节理裂隙发育,下部岩体为软质岩、较破碎,我们通常谓之上硬下软地层。这样的组合在发生地震、强降雨等外荷载作用影响时，极易使人工边坡工程发生坐落滑移式失稳破坏。

由于坐落型滑坡具有失稳速度快，滑体方量大的特点，往往会对下游重要结构物以及人员安全形成极大威胁，造成灾难性事件。合理地设计物理模型实验来确定其运动过程和堆积特征，对进一步研究和掌握该破坏类型的滑坡有着重要的意义，现有的实验模型结构复杂且无法方便快速的调整滑坡的高宽比，从而使实验受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可调节高宽比的颗粒柱实验装置，以实现对座落型高速滑坡的室内物理模型实验，颗粒柱在失稳前的高宽比可根据实验要求进行调节。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种可调节高宽比的颗粒柱实验装置，包括：物料盒、高宽比调节组件、失稳启动组件、物料堆积平台和监测装置，物料盒的侧端开口处设有与物料盒滑动连接的插板，高宽比调节组件设置在物料盒中，高宽比调节组件包括与插板平行设置的隔板以及设置在隔板和物料盒内壁之间的可调支撑件，插板、物料盒和隔板之间形成物料放置容腔，失稳启动组件设置在物料盒上方并与插板连接，物料堆积平台设置在物料盒靠近插板的一侧，监测装置设置在堆积平台的上方。

该颗粒柱实验装置设置了物料盒，物料盒用于盛放实验原料，实验原料在物料盒中被塑形成具有一定高度和宽度的柱状体，物料盒为上端开口的筒状结构，插板滑动设置在物料盒的侧端开口处，物料盒中设置隔板，隔板将物料盒分成两个空间，颗粒柱实验材料放置在靠近插板的空间中，通过高宽比调节组件调整隔板在物料盒中的位置，从而调整颗粒物料放置空间的宽度，即调整颗粒柱的长宽比，实验时，通过失稳启动组件竖直向上抽出插板，插板对物料盒本体中的柱体支撑作用消失，物料盒中的颗粒柱滑落到设置在插板一侧的堆积平台上，以此来模拟坐落型滑坡的失稳形态，通过监测装置对失稳后的颗粒柱进行数据采集以便后续分析实验结果。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，物料盒还包括对称设置的侧板、与侧板垂直设置的后板以及设置在侧板和后板底端的底板，侧板的内壁上设有与插板厚度相匹配的凹槽，插板滑动设置在凹槽中。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，可调支撑组件包括多个调节件和多个支撑件，调节件包括调节柱以及滑动设置在调节柱上的调节套，调节套远离调节柱的一端通过吸盘可拆卸地设置在隔板上，调节柱远离调节套的一端通过吸盘可拆卸地设置在后板的内壁上。