[发明专利]一种电缸控制全自动崩塌灾害试验系统

说明书

本发明公开了一种电缸控制全自动崩塌灾害试验系统，属于岩体稳定性技术领域；包括试验控制装置和数据采集分析系统；所述试验控制装置由危岩体释放装置、水平控制装置和坡面控制装置组成，所述危岩体释放装置由控制架、垂直丝杠、岩石固定装置和重物盒连接组成；所述水平控制装置由底座连接行走滑道和水平丝杠组成；所述坡面控制装置由支撑架、连接钢片、旋转电缸和坡面安置架连接组成；所述数据采集分析系统由传感器和高速摄像机连接计算机控制系统组成。本发明通过危岩体释放装置、水平控制装置和坡面控制装置分别来控制危岩体的释放高度、水平距离和水平夹角，并通过数据采集分析系统测试岩石崩塌滚落运动轨迹及速度，得出崩塌灾害行为特征。

技术领域

本发明涉及一种岩体崩塌灾害试验系统，具体涉及一种电缸控制全自动崩塌灾害试验系统，属于岩体稳定性技术领域。

背景技术

陡峭边坡的开挖改变了原有地质环境的平衡，容易出现滑坡、崩塌等地质灾害，造成大量的人员伤亡和财产损失。由于高陡岩体崩塌失稳时，岩体变形大、破坏速度较快，且岩体本身存在强度差异，目前的技术难以进行高陡岩体物理实验。在研究高陡边坡岩体时，可通过物理模型试验的方法来模拟高陡岩体的崩塌破坏机制，从而对高陡岩体失稳破坏全过程进行分析。

目前所采用的释放装置大多为悬挂式释放装置，其原理为使重物悬停空中通过实验人员拉开插销进行重物释放。但是现有的崩塌模拟实验装置功能比较单一无法模拟不同情况下的崩塌破坏情况，以及在坡角及坡高变化时，传感器无法连接不同的被测对象，而且试验装置笨重，操作适应性较差。

发明内容

本发明的目的是：克服现有崩塌模拟实验装置功能单一无法模拟不同情况下的崩塌破坏情况的问题，提供一种电缸控制全自动崩塌灾害试验系统，通过危岩体释放装置、水平控制装置和坡面控制装置分别来控制危岩体的释放高度、水平距离和水平夹角，可模拟不同坡度、不同大小危岩体崩塌坠落的全过程能量变化，并通过数据采集分析系统测试岩石崩塌滚落运动轨迹及速度，得出崩塌灾害行为特征。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种电缸控制全自动崩塌灾害试验系统，包括试验控制装置和数据采集分析系统；所述试验控制装置由危岩体释放装置、水平控制装置和坡面控制装置组成，所述危岩体释放装置由控制架、垂直丝杠、岩石固定装置和重物盒连接组成，所述控制架竖直设置在所述水平控制装置上，所述控制架的上端贯穿连接所述垂直丝杠、两侧滑动连接所述岩石固定装置，所述重物盒连接在所述岩石固定装置上；所述水平控制装置由底座连接行走滑道和水平丝杠组成，所述底座水平设置且上端面的两侧连接所述行走滑道、中间连接所述水平丝杠，所述控制架的下端滑动连接在所述行走滑道内并与所述水平丝杠连接；所述坡面控制装置位于所述水平控制装置的上方并由支撑架、连接钢片、旋转电缸和坡面安置架连接组成，所述支撑架设置有两个且上端转动连接所述坡面安置架、中间通过所述连接钢片连接固定，所述坡面安置架与所述连接钢片之间连接所述旋转电缸；所述数据采集分析系统由传感器和高速摄像机连接计算机控制系统组成。

所述控制架由两根立架上端连接横架、下端连接底架组成，所述垂直丝杠的上端贯穿连接在所述横架上，所述岩石固定装置的两侧与两根所述立架上下滑动连接、中部转动连接在所述垂直丝杠上，所述重物盒固定连接在所述岩石固定装置的下端，所述底架的两端滑动连接在所述行走滑道内、中部转动连接在所述水平丝杠上。

所述垂直丝杠和所述水平丝杠均通过线路连接丝杠控制器，所述垂直丝杠通过所述丝杠控制器输入数值控制所述重物盒的释放高度，所述水平丝杠通过所述丝杠控制器输入数值控制所述重物盒距离所述坡面安置架的释放水平距离。

所述重物盒的内部设置危岩体，所述重物盒上通过线路连接盒口控制器，并通过所述盒口控制器控制所述重物盒的自动张合释放危岩体。

两个所述支撑架之间通过所述连接钢片焊接固定，所述连接钢片与所述坡面安置架之间通过连接两个所述旋转电缸支撑并调整所述重物盒的释放水平夹角，两个所述旋转电缸均通过螺栓连接在所述坡面安置架和所述连接钢片上。