[发明专利]二维崩滑体物理试验装置及方法

说明书

一种二维崩滑体物理试验装置及方法，它包括试验槽、地下水控制系统和试验水位控制阀，通过在试验槽左侧构建二维崩滑体物理地质模型，预埋各类监测的试验器件，利用地下水控制系统及外部水位控制阀，试验器件的位置可变动。本发明克服了原崩滑体采用离心机试验价格昂贵、实施难度大、不能进行有水实验的崩滑体运动特征模拟的问题，具有结构简单，可进行无水和有水试验，便于观察，获取有水和无水环境下耦合的崩滑体运动过程，有利于崩滑体运动特性的研究的特点。

技术领域

本发明属于崩滑体模拟试验技术领域，涉及一种二维崩滑体物理试验装置及方法。

背景技术

探究崩滑体运动内部特征是崩塌滑坡形成灾害的关键，它是崩塌滑坡运动学研究的重要内容，也是地质灾害预警的重要基础。崩滑体在运动过程中岩土体内部存在能量的传递与衰减；崩滑体在自然环境中会发生变形破坏，在有水环境下，与水发生相互作用，可加速崩滑体的岩土体内部变形，致使加快破坏进程，崩滑体的运动破坏过程造成了大量灾难性事件。

尽管存在尺寸效应和相似性问题，研究崩滑体与水体的相互作用机制，物理地质模型试验仍是研究崩塌滑坡运动学的重要研究手段。利用室内物理试验可以较直观全面地分析崩滑体与水体耦合作用过程，其形成的试验结果可视化程度高，有利于地质灾害运动机制研究。针对地质灾害动力学运动试验内容，国内外一些研究者采用了离心机试验（研究崩滑地质体在重力加速度发生变化条件下的运动过程）和边坡破坏加载试验（研究岩土体与外部荷载相互作用）。现有的试验技术大多只考虑了无外部水环境下崩滑体运动特性，未涉及外部水环境结合地下水环境共同作用于崩滑体的耦合运动过程。现有的崩滑体运动物理试验技术尚不能实现地表水和地下水耦合作用的全场动力传递过程获取，不能精细刻画物理试验中的动力过程，不利于崩塌滑坡运动学机制的定量研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种二维崩滑体物理试验装置及方法，结构简单，在试验槽左侧构建二维崩滑体物理地质模型，预埋各类监测的试验器件，利用地下水控制系统及外部水位控制阀，可进行无水和有水试验，便于观察，获取有水和无水环境下耦合的崩滑体运行特征，有利于崩滑体运动特性的研究。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种二维崩滑体物理试验装置，它包括试验槽、地下水控制系统和试验水位控制阀；所述地下水控制系统位于试验槽左侧，试验水位控制阀位于试验槽的右侧底端固定，试验槽内、外及上部用于安装试验器件。

所述试验槽为上侧开口的中空框架，各侧面为透明的钢化玻璃，位于试验槽上部设置可滑动的固定座，试验槽内在试验水位控制阀的控制下形成试验变动水位，在试验槽内部靠近地下水控制系统一端构建拟模拟的崩滑体地质模型。

所述地下水控制系统包括水箱配合支撑的支架、多孔渗流的排水器及多条渗流管，多孔渗流的排水器与水箱固定连接，多条渗流管两端分别与排水器和试验槽左侧壁多个渗透孔连接。

所述试验水位控制阀包括均固定于试验槽右侧底部的进水控制阀和排水控制阀。

所述试验器件包括位于试验槽外部的数据采集台、应力应变数据采集仪、数据采集线、应力应变传感器、激光位移计和高清摄像机。

所述应力应变数据采集仪、数据采集线和应力应变传感器与试验槽的地质模型连接。

所述激光位移计固定于试验槽可滑动的固定座上。

所述的二维崩滑体物理试验装置的试验方法，其特征是，它包括如下步骤：

S1，构建地质模型，将崩滑体的模拟材料在试验槽内部靠近地下水控制系统一端由底部向上部逐步砌筑，预埋试验器件中的应力应变传感器；

S2，开机，开启数据采集台、应力应变数据采集仪、激光位移计和高清摄像机；