[发明专利]一种台风作用下残积土斜坡力学响应特征的试验系统

说明书

本发明提供一种台风作用下残积土斜坡力学响应特征的试验系统，包括风洞实验室、风机和试验斜坡模型，风机设置在风洞实验室一条边的中部，试验斜坡模型设置在风洞实验室另一条边的中部，模型试验框架设有斜坡面，斜坡面上铺设有模型残积土层，模型植被设置在模型残积土层上，模型残积土层和模型植被上均设有若干监测孔，且各监测孔内均设有风压管，动态数据采集分析系统分别与各风压管连接。本发明的有益效果：本发明通过在风洞实验室设置试验斜坡模型以模拟残积土斜坡，并通过动态数据采集分析系统实时获取不同台风风速作用下模型植被和模型残积土层的风压数据，从而可研究台风作用下高植被覆盖区残积土的力学响应特征。

技术领域

本发明涉及地质灾害技术领域，尤其涉及一种台风作用下残积土斜坡力学响应特征的试验系统。

背景技术

滑坡灾害对人类社会生活的影响已经成为了一个不容忽视的难题，成为了仅次于地震灾害的第二大自然灾害。在我国，由于特殊的气象条件和地质条件，滑坡地质灾害分布广泛，活动强烈，危害严重。我国东南沿海地区，每年在台风作用下，大量的残积土滑坡失稳；当前针对残积土滑坡失稳机制的研究主要集中在降雨、岩性及人类工程活动上。近年来，有学者研究发现，超强台风的风荷载作用，对东南沿海地区高植被覆盖下的残积土斜坡失稳具有关键的作用。

目前，研究残积土滑坡失稳机制的模拟试验系统较多，其主要是研究降雨、岩性、切坡等对残积土滑坡失稳的影响,而针对台风作用对高植被覆盖区残积土的影响的试验系统的研制工作尚属空白。因此，为了研究台风作用对高植被覆盖区残积土滑坡失稳的影响，亟需提出一种新的滑坡模拟试验系统

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种台风作用下残积土斜坡力学响应特征的试验系统。

本发明的实施例提供一种台风作用下残积土斜坡力学响应特征的试验系统，包括风洞实验室,以及设置在所述风洞实验室内的风机和试验斜坡模型，所述风洞实验室的截面为跑道形，且其四个拐角上均设有多个平行设置的弧形导流片，所述风机设置在所述风洞实验室一条边的中部，所述试验斜坡模型设置在所述风洞实验室另一条边的中部，所述试验斜坡模型包括模型试验框架、模型植被和动态数据采集分析系统，所述模型试验框架设有斜坡面，所述斜坡面正对着风载方向，且所述斜坡面上铺设有模型残积土层，所述模型植被设置在所述模型残积土层上，所述模型残积土层和所述模型植被上均设有若干监测孔，且各所述监测孔内均设有风压管，所述动态数据采集分析系统分别与各所述风压管连接，用于收集、记录并分析各所述风压管的风压数据。

进一步地，包括蜂窝器，所述蜂窝器设置在所述风洞实验室内，且其位于所述风机和所述试验斜坡模型之间。

进一步地，所述动态数据采集分析系统包括风压扫描阀、数据接收机和计算机，所述风压扫描阀分别连接各所述风压管，所述数据接收机分别连接所述风压扫描阀和所述计算机。

进一步地，所述模型残积土层从上至下依次包括上部、中部和下部，所述模型残积土层的上部、中部和下部分别设有斜坡后部表层监测孔、斜坡中部表层监测孔和斜坡前部表层监测孔。

进一步地，所述模型植被的树冠、树干中部和树干下部分别设有树冠监测孔、树干中部监测孔和树干下部监测孔。

本发明的实施例还提供一种计算所述模型残积土层内切向力的方法，包括以下步骤：

S1、将所述模型残积土层划分为若干条块，选取其中一条块i并对其进行受力分析，根据该条块在竖直方向和水平方向的受力平衡条件得到：