[发明专利]一种多物理场耦合的滑坡灾害模拟试验装置

说明书

本发明公开一种多物理场耦合的滑坡灾害模拟试验装置，包括箱体、振动模拟机构、降雨模拟机构和光照模拟机构，所述箱体上端敞口，其内部用以设置滑坡体模型，所述振动模拟机构安装在所述箱体下端，其用以驱动所述箱体振动，所述降雨模拟机构用以向所述箱体内部淋水以模拟降雨，所述光照模拟机构用以照射所述箱体以模拟太阳光光照，并可向所述箱体内加水或从所述箱体向外排水以模拟库水位的变化。本申请试验装置可将滑坡的多物理场影响因素耦合后进行试验，可根据试验需求排列单因素、双因素以多因素影响下的滑坡模拟试验，模拟不同环境下物理场之间的耦合关系，有利于定性、定量的研究分析滑坡演变机理。

技术领域

本发明涉及岩土工程及工程地质技术领域，具体涉及一种多物理场耦合的滑坡灾害模拟试验装置。

背景技术

在国民经济的发展进程中，兴建了大量的水库，它们不仅可以起到防洪度汛的作用，还可以蓄水灌溉，为周边的民众提供安全可靠的饮用水，显著提高了水利资源的利用率。但是水库由于其长时间处在水环境中，同时受到很多自然因素的影响，在使用当中存在一定的安全风险，尤其是滑坡现象，它一方面会影响到水库整体的质量安全，甚至引发溃坝事故，另一方面也威胁着水库周边百姓的生命财产安全。

滑坡的诱发因素有：地震、降雨和融雪、地表水的冲刷、浸泡、河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷；不合理的人类工程活动，如开挖坡脚、坡体上部堆载、爆破、水库蓄(泄)水、矿山开采等都可诱发滑坡，还有如风暴潮、冻融等作用也可诱发滑坡。

目前实验室对滑坡的研究还是以单诱发因子为主，如降雨强度、边坡坡度、浪涌等诱发因子，而忽略了其它因素的考虑。然而大量的事实表明，降雨是滑坡灾害的主要诱因，其中震动、降雨和干湿循环对滑坡的影响最为显著，但在不同地区，岩土体、坡度、震动、干湿循环等环境不同，雨水入渗条件不同，滑坡体的极限平衡条件也不同，滑坡的发育和致灾结果也大不相同。

当前，清华大学、中国科学院力学研究所等高校有降雨与库水位联合作用下滑坡模型试验系统；泉州装备制造研究所、华南农业大学等高校有振动与降雨耦合作用滑坡实验装置；武汉地质调查中心实验室滑坡分析设备有滑坡涌浪实验装置、砂柱排水实验装置、室内滑坡物理模型实验平台、斜坡土体降雨产流及渗入模型以及人工降雨模拟系统各一套，滑坡的影响因素是多方面的，这些实验装置单个诱发角度考虑而忽略了其他因素的影响；但是上述试验系统仅可进行单一因素的滑坡模拟，不利于多因素数据相结合的耦合研究，无法全面的更贴合实际的进行滑坡实验模拟。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种满足多物理场耦合作用下模拟滑坡的要求的试验装置。

一种多物理场耦合的滑坡灾害模拟试验装置，包括箱体、振动模拟机构、降雨模拟机构和光照模拟机构，所述箱体上端敞口，其内部用以设置滑坡体模型，所述振动模拟机构安装在所述箱体下端，其用以驱动所述箱体振动，所述降雨模拟机构用以向所述箱体内部淋水以模拟降雨，所述光照模拟机构用以照射所述箱体以模拟太阳光光照。

优选地，所述降雨模拟机构包括多个喷头，多个所述喷头设置在所述箱体的上方，且其喷嘴朝下，多个所述喷头分别通过管道与水源连通，多个所述喷头分别用以向所述箱体内部淋水。

优选地，所述光照模拟机构包括多个发光件，多个所述发光件分别设置在所述箱体上方，且多个所述发光件的发光部分别朝向所述箱体内部。

优选地，多个所述发光件等分为多个发光件组，多个发光件组在所述箱体上方沿其宽度方向间隔分布，每个所述发光件组包括多个所述发光件，且每个所述发光件组的多个所述发光件在所述箱体的上方沿其长度方向间隔分布。

优选地，所述光照模拟机构还包括多个n形的支架，且所述支架的数量与每个所述发光件组的多个所述发光件一一对应，所述支架竖向设置，且其n形开口朝下，其两端分别位于所述箱体对应长度方向的两侧，多个所述发光件组分别安装在多个所述支架上，且每个所述发光件组的多个所述发光件分别安装在对应所述支架上端。