[发明专利]一种滑坡物理模型试验液压抬升自重加载装置

说明书

技术领域

本发明属于地质灾害模型试验领域，具体地指一种滑坡物理模型试验液压抬升自重加载装置。

背景技术

滑坡物理模型试验属于地质力学模型试验的范畴，其理论起源于20世纪初期建立的结构模型试验，目前已逐渐发展并延伸出了滑坡现场模型试验、滑坡底摩擦模型试验、滑坡框架式模型试验、滑坡离心模型试验和滑坡综合模型试验等诸多研究方向。其中，滑坡框架式模型试验是指在通常的重力场内，通过在框架模型槽内采用满足相似判据的相似材料制作模型，在模型满足主要边界条件相似的情况下测量其变形和各力学特性参数。该试验既能直观地观察到滑体在滑动过程中的运动特征，也能定量的获得滑坡的应力、应变、位移等参数，可从定性和定量的角度阐明滑坡孕育的机制。

在滑坡框架式模型试验条件下，滑坡物理模型一般是在外力作用条件下发生变形或破坏。外力作用的主要方式有：机械震动或爆破形式模拟的地震波；改变框架内部水位高度模拟库水位波动造成的渗流作用；降雨模拟器模拟降雨条件下的渗流作用；人工堆载的方式在滑坡物理模型后缘提供滑坡推力；在滑坡后缘布置钢板，液压千斤顶或MTS液压伺服推力装置作用下施加滑坡推力等。

其中，对于滑坡物理模型后缘施加推力的方式还存在如下局限或缺陷：

（1）现有滑坡物理模型后缘的推力加载与控制系统往往结构复杂、操作繁琐，难以满足快速、稳定、持续的滑坡后缘推力加载要求；

（2）现有采用人工堆载的方式虽然可以在滑坡后缘施加稳定的作用力，但对滑坡推力的大小及方向难以精确控制，所施加外力的边界条件与实际不符。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种滑坡物理模型试验液压抬升自重加载装置，能够方便、快速地调整滑坡物理模型后缘的推力大小和方向，使施加的推力与实际边界条件相符合，且加载力稳定。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种滑坡物理模型试验液压抬升自重加载装置，包括底座、升降机构、角度调节机构和推力加载机构；所述升降机构位于底座上，升降机构上端连接角度调节机构，用于驱动角度调节机构的升降；所述角度调节机构包括支撑板、滑动面板和上部液压伸缩杆，支撑板与升降机构的上端连接，支撑板的前端和滑动面板的前端通过转动轴铰接，所述上部液压伸缩杆的下端与支撑板固定、上端支撑于滑动面板的底部，用于通过上部液压伸缩杆的伸缩调节支撑板和滑动面板之间的夹角；所述推力加载机构包括用于承载重物的加载平台，加载平台的底面与滑动面板的顶面滑动配合、可沿滑动面板前后滑动。

上述技术方案中，所述加载平台的底面设有若干排滑槽，所述滑动面板的顶面开有相应的若干排孔槽，孔槽内设置滚珠，加载平台的底面与滑动面板的顶面通过所述滑槽与滚珠滑动配合。

上述技术方案中，所述加载平台的后端设有插锁，用于加载平台与滑动面板的临时固定。

上述技术方案中，所述支撑板上开有一组卡槽，用于上部液压伸缩杆在支撑板上不同位置的固定。目的是为了可选择的改变调整角度的范围，上部液压伸缩杆设置于前部的卡槽时用于调整大角度、设置于后部的卡槽时用于调整小角度。

上述技术方案中，所述支撑板通过支撑板卡槽与升降机构的上端连接；所述支撑板卡槽与升降机构的上端固定，支撑板位于支撑板卡槽内、可沿支撑板卡槽前后滑动以调整支撑板位置。

上述技术方案中，所述上部液压伸缩杆为液压千斤顶。

上述技术方案中，所述升降机构为双剪叉升降机构；双剪叉升降机构包括两组剪刀叉和下部液压伸缩杆，每组剪刀叉由两根剪叉臂架通过中部的销轴连接构成，两根剪叉臂架之间还设有若干加固连接杆；上方的剪刀叉上端与角度调节机构连接、下端与下方的剪刀叉上端铰接，下方的剪刀叉下端后部通过转轴固定在底座上，下方的剪刀叉下端前部通过滑轮与底座接触、可沿底座前后滑动；所述下部液压伸缩杆的上端与上方剪刀叉的一根加固连接杆铰接，下部液压伸缩杆的下端与下方剪刀叉上、滑轮位置处的一根加固连接杆铰接。

进一步地，所述下部液压伸缩杆为液压千斤顶。

上述技术方案中，所述转动轴处安装有角度刻度盘，用于支撑板和滑动面板之间夹角的读数。

上述技术方案中，所述底座下方设有若干行走轮。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

（1）该加载装置可应用于滑坡框架式模型试验，通过后缘自重式可控加载模拟滑坡内部推力，实现滑坡非完整地质力学模型的研究，极大的减少了完整地质力学模型的制作强度；

（2）该自重加载装置结构简单，易于操作，加载过程较传统采用液压千斤顶等直接加载的设备更稳定；