[发明专利]一种模拟间歇型强降雨条件下黄土滑坡监测装置及方法

权利要求书

1.一种模拟间歇型强降雨条件下黄土滑坡监测装置及方法，其特征在于，由黄土斜坡物理模型、间歇型强降雨控制系统、“光—电”结合监测系统组成；其中，黄土斜坡物理模型，以滑坡现场原型材料-第四系黄土作为试验土料，取回土样经处理加工后，采用分层填筑整体削坡法制作室内试验的黄土斜坡物理模型；黄土斜坡物理模型后缘高度0.75m，前缘高度0.15m，上方长度0.35m，下方长度1.38m，垂直纸面宽度0.6m，坡度为40°；间歇型强降雨控制系统，由供水主管、供水支管、阀门、过滤器、流量表、蝴蝶型灌溉式喷头和起支撑作用的金属框架，其中供水主管、供水支管和蝴蝶型灌溉式喷头之间采用二通管和三通管固定连接，供水主管、供水支管二通管和三通管均采用PPR承压管，两根外径32mm的供水主管沿长度方向布置，相距1.2m，其间每隔30cm设置一根外径20mm的供水支管，每根供水支管在20(10)cm、60cm、100(110)cm处各安装一个蝴蝶型灌溉式喷头，蝴蝶型灌溉式喷头梅花布置在供水支管上，整个间歇型强降雨控制系统共21个蝴蝶型灌溉式喷头一起工作保证降雨均匀；间歇型强降雨控制系统水源取自室内自来水，自来水水源由外径32mm的供水主管，依次经过阀门、过滤器和流量表抵达外径20mm的各供水支管，最终到达蝴蝶型灌溉式喷头，实现模拟降雨过程；间歇型强降雨控制系统的特征在于通过阀门可手动调节控制降雨强度的大小和降雨历时并通过流量表监测水流强度和大小，实现降雨过程的模拟与再现；金属框架采用轻质高强度铝合金材质，供水主管、供水支管和蝴蝶型灌溉式喷头固定在金属框架上，间歇型强降雨控制系统通过金属框架架设在黄土斜坡物理模型正上方，高于黄土斜坡物理模型2m；“光—电”结合监测系统由监测钻孔系统和斜坡体不同高程监测面组成，在斜坡体水平方向布置2组6个监测钻孔，依次命名为JC1、JC2、JC3、JC4、JC5、JC6；监测钻孔孔内布设直流电法和碳纤维内加热温度感测光缆，直流电用于获取黄土斜坡物理模型滑坡演化过程中斜坡体内部垂向电阻率的变化，碳纤维内加热温度感测光缆用于获取黄土斜坡物理模型斜坡体垂向水分运移情况；在斜坡体垂直方向：0.35m、0.50m、0.65m三个高程上布设3层水平向的分布式应变感测光缆，依次命名为：H1、H2、H3和碳纤维内加热温度感测光缆，依次命名为：K1、K2、K3，每层光缆呈双U型布设，每层有效感测段有5段，水平方向长度分别为0.5m、0.65m和0.8m(黄土斜坡物理模型后缘定义为：0m)，分别用于获得坡体内的应变分布和水分运移分布。在斜坡体垂直方向0.50m高程处再布设一层电法电极，用于获得斜坡体内的电阻率变化情况。