[发明专利]一种高速远程滑坡模拟试验装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种高速远程滑坡模拟试验装置及试验方法，包括降雨模拟机构、滑槽模拟机构、支撑机构、震动机构和数据采集系统；其中，所述滑槽模拟机构固定在支撑机构上，所述滑槽模拟机构包括第一滑槽、第二滑槽和水平滑槽，所述支撑机构包括伸缩式支撑杆和支撑垫；所述降雨模拟机构包括水槽、水泵、调档旋钮和降雨喷头；所述震动机构包括振动仪和千斤顶，振动仪安置于滑槽底部，千斤顶安置于第一滑槽顶部；所述数据采集系统包括计算机、高速摄像机、监测点和位移传感器，高速摄像机安置在滑槽模拟机构上部，监测点和位移传感器安置于滑槽内部。本发明可用于模拟降雨、地震、滑坡坡度、滑坡体类型等单一或复合因素的高速远程滑坡试验。

技术领域

本发明涉及滑坡模拟试验装置技术领域，具体而言，是一种高速远程滑坡模拟试验装置及试验方法。

背景技术

我国是高速远程滑坡的频发区，近年来引发的群死群伤事件接连发生，严重影响人民的生命财产安全。高速远程滑坡的启动机理是国内外研究的热点和难点问题，是地质灾害领域新理论、新认识和新发现的重要源区和竞争领域。由于降雨、山洪、地震、滑坡坡度、滑坡体类型等多因素影响机制，导致高速远程滑坡的形成机理与运移过程极其复杂。

高速远程滑坡的研究方法主要有现场勘测、数值模拟和物理模型模拟试验。现场勘测精度较高，但是由于滑坡多位于偏远山区，具有突发性和破坏性，所以现场勘测危险、费时费力且很难捕捉到滑坡的全过程因此一般不宜采用；建立数学模型省时省力，但是需要简化很多条件，往往精度较低，误差较大；物理模型试验在地质工程、岩土工程、采矿工程等研究中得到了广泛应用,是解决大型复杂工程课题的一个重要手段，因此国内外的研究学者主要通过建立物理模型模拟高速远程滑坡的全过程，从而更好地揭示高速远程滑坡的形成机理和运移机理，实现高速远程滑坡重大地质灾害链定量化预测，并提出合理的铁路、公路等大型工程的选线方案。

目前，市面上现有的高速远程滑坡物理模型试验普遍存在着某一特定装置一般只能研究一个影响因素，而且存在单个试验周期长、成本较高、精度低以及重复利用性能较差等问题，很难系统性模拟降雨的强度、地震作用、滑坡坡度、滑坡体类型等单一或复合因素作用下的大型高速远程滑坡的过程；特别是，国内外现有的滑坡模拟试验装置都仅考虑一般类型雨水对滑坡的影响，很少涉及酸雨的模拟，使国内外学者无法得到酸雨对滑坡影响的数据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高速远程滑坡模拟试验装置及试验方法，既能模拟降雨、雨水的类型、地震、滑坡坡度、滑坡体类型等单一或复合因素作用下的高速远程滑坡，又能保证模拟过程中高速远程滑坡分析研究结果的可靠性和准确性，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明提出一种高速远程滑坡模拟试验装置，包括降雨模拟机构、滑槽模拟机构、支撑机构、震动机构和数据采集系统；其中，所述滑槽模拟机构安置在支撑机构上部，所述滑槽模拟机构包括滑体、铰链、第一滑槽、第二滑槽和水平滑槽，所述支撑机构包括伸缩式支撑杆和支撑垫；所述降雨模拟机构包括储水池、水槽、水泵、调档旋钮和降雨喷头；所述震动机构包括振动仪、电子锁扣、弹簧、支撑板和千斤顶，振动仪安置于第一滑槽和第二滑槽底部，千斤顶安置于第一滑槽顶部；所述数据采集系统包括计算机、控制电路盒、高速摄像机、监测点和位移传感器，高速摄像机安置在滑槽模拟机构上部，监测点和位移传感器安置于滑槽内部，高速摄像机、位移传感器、监测点通过信号传输线与控制电路盒连接，控制电路盒通过信号传输线与计算机连接。

进一步，滑槽模拟机构通过调节伸缩式支撑杆的高度以及伸缩式支撑柱和支撑垫的位置控制滑槽坡度，第一滑槽的转动角度为20-80度，第二滑槽的转动角度为10-60度。

进一步，所述降雨模拟机构中的水槽和储水池均为耐腐蚀的钛合金材质。

进一步，所述电子锁扣通过信号传输线与第二控制开关连接固定千斤顶。

进一步，所述振动仪通过信号传输线与第二控制开关连接。