[发明专利]一种适用于露天矿边坡现场试验的人工模拟降雨系统及方法

说明书

本发明涉及一种适用于露天矿边坡现场试验的人工模拟降雨系统及方法，属于露天矿边坡工程领域。本发明包括自循环供水系统、降雨控制系统和数据采集系统，降雨控制系统设置在露天矿边坡上，自循环供水系统与降雨控制系统连接，数据采集系统的测量端设置在露天矿边坡的土层内。本发明可采集露天矿现场边坡降雨试验的实时土压力和实时深度位移，具有一体化、自动化、可操作性强、日常维护简单等特点，使露天矿边坡现场试验的人工降雨模拟数据更真实可靠。

技术领域

本发明涉及一种适用于露天矿边坡现场试验的人工模拟降雨系统及方法，属于露天矿边坡工程领域。

背景技术

边坡失稳一直是露天矿山最常见的灾害之一，也是边坡工程系统的一大难题，而降雨入渗对边坡的稳定性影响最大。在以往许多现场边坡试验过程中，仅依靠天然降雨收集相关数据具有很大的局限性和不确定性。天然降雨条件下，耗时周期时间长，成本高，降雨强度变化，特别是少雨季节和地区，严重影响试验的进程。

人工模拟降雨的可操作性、不受外界条件影响等因素极大地提高了对边坡工程降雨方面的研究。但人工模拟降雨系统仍存在降雨强度不易调控、不能实现自循环连续降雨、无法更好模拟雨滴下落等问题。

发明内容

本发明针对现有露天边坡人工模拟降雨系统的问题，提出一种适用于露天矿边坡现场试验的人工模拟降雨系统及方法，本发明可为露天矿边坡现场试验提供完善的自循环人工模拟降雨条件，提高边坡现场试验降雨工况下数据的准确性；同时，可以通过调节液压支撑刻度立杆来调节高度，进行不同强度的降雨试验。

本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：

一种适用于露天矿边坡现场试验的人工模拟降雨系统，包括自循环供水系统、降雨控制系统和数据采集系统，降雨控制系统设置在露天矿边坡上，自循环供水系统与降雨控制系统连接，数据采集系统的测量端设置在露天矿边坡的土层内；

所述自循环供水系统包括水泵6、输水管I3、集水槽1和蓄水池5，集水槽1的顶端设置在设置露天矿边坡坡底，集水槽1的底端与蓄水池5连通，输水管I3的底端延伸设置在蓄水池5底部，输水管I3的顶端与水泵6连接，水泵6与降雨控制系统连接；

所述集水槽1上设置有1个以上的过滤网2，输水管I3上设置有1个以上过滤器4；

所述过滤网2的底部通过支撑杆固定在集水槽1的底部，过滤网2的边缘与集水槽1固定连接，过滤网2高于集水槽1的槽内深度；

所述降雨控制系统包括液压支撑刻度立杆组12、横梁网格11、调压阀8、压力表7、流量计9和喷头10，液压支撑刻度立杆组12的底端固定在露天矿边坡上，横梁网格11固定设置在液压支撑刻度立杆组12的顶端，横梁网格11上均匀设置有若干个喷头10，水泵6的出水端通过输水管II16与喷头10连通，调压阀8设置在输水管II16上且位于水泵6的出水端，压力表7设置在调压阀8上，流量计9设置在输水管II16上；

进一步的，所述液压支撑刻度立杆组12包括液压支撑刻度立杆I、液压支撑刻度立杆II、液压支撑刻度立杆III和液压支撑刻度立杆IV，液压支撑刻度立杆I和液压支撑刻度立杆II均设置在露天矿边坡的坡顶，液压支撑刻度立杆III和液压支撑刻度立杆IV均设置在露天矿边坡的坡底，液压支撑刻度立杆I、液压支撑刻度立杆II、液压支撑刻度立杆III和液压支撑刻度立杆IV的顶端分别与横梁网格11的四角连接；

进一步的，所述横梁网格11上均匀设置有若干个喷头固定孔，喷头10固定设置在喷头固定孔内；

进一步的，所述相邻喷头10的间距为20cm～40cm，输水管II16内径为5～10cm；