[发明专利]一种渗流条件下土石坝边坡破坏试验装置及使用方法

权利要求书

1.一种渗流条件下土石坝边坡破坏试验装置，其特征在于：包括振动加载台和安装在振动加载台上的模型箱；所述边坡模型箱包括左右依次排布的上游部分（1）、梯形的土石坝模型部分（2）和下游部分（3）；

所述土石坝模型部分包括位于土石坝模型部分（2）的左右两侧的斜坡状挡板墙（21）和挡板墙固定结构；每侧的挡板墙固定结构包括一组对称布置在模型箱前后内壁的倾斜的挡板槽（22）；所述挡板墙（21）插入前后对称的一组挡板槽（22）内；

所述上游部分（1）和下游部分（3）分别接入水管；

所述振动加载台包括用于放置模型箱的可振动的底座（4）和位于底座（4）上的支架（5）；所述支架（5）包括位于模型箱前后侧的立柱（51）和位于立柱（51）顶端的横梁；所述立柱（51）上设置有作用于模型箱前后外壁的水平振动装置（52）；所述横梁上设置有作用于土石坝模型部分内的填土的竖向击实加载装置（53）。

2.根据权利要求1所述的渗流条件下土石坝边坡破坏试验装置，其特征在于：所述挡板墙（21）包括多层沿边坡平面向上延伸连接的挡板。

3.根据权利要求2所述的渗流条件下土石坝边坡破坏试验装置，其特征在于：所述挡板包括位于上下边的榫槽（23）和榫头（24）；相邻层的挡板通过榫接固定。

4.根据权利要求3所述的渗流条件下土石坝边坡破坏试验装置，其特征在于：所述榫头（24）位于挡板上侧，并且榫头（24）上设置有镂空孔（25）。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的渗流条件下土石坝边坡破坏试验装置，其特征在于：所述横梁包括主梁（54）和垂直于主梁（54）并可沿主梁（54）滑动的次梁（55）；所述竖向击实加载装置（53）设置在次梁（55）上并可沿次梁（55）滑动。

6.根据权利要求5所述的渗流条件下土石坝边坡破坏试验装置，其特征在于：还包括用于控制底座（4）、水平振动装置（52）和竖向击实加载装置（53）的控制装置（6）。

7.根据权利要求1所述的渗流条件下土石坝边坡破坏试验装置，其特征在于：所述挡板槽（22）通过螺钉固定在模型箱内壁。

8.一种如权利要求1-7任意一项所述的渗流条件下土石坝边坡破坏试验装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将模型箱固定在底座（4）上；

S2、调整竖向击实加载装置（53），使模型箱在其作用范围内；

S3、调节挡板槽（22）角度，使模拟坡度与原堤坝坡度相符；

S4、在上游侧和下游侧挡板槽（22）中各放入一层挡板，加入模型所需土体，利用竖向击实加载装置（53）击实土体，使土体达到模型需要的孔隙比；在已安装挡板的上侧再叠加安装一层挡板，填土压实；重复上述步骤使填土至合适高度；

S5、逐层拆除挡板，构成堤坝边坡；

S6、将上游部分（1）和下游部分（3）分别与水管连接，通过控制水管流量控制上下游水位；

S7、利用竖向击实加载装置（53）对模型边坡施加不同级别的荷载，模拟堤坝顶部荷载；利用水平振动装置（52）和底座（4）模拟不同级别的地震荷载；

S8、在每一次加载完成后，记录施加荷载的等级、位置和土质边坡的破坏位置和破坏特征，得到边坡在不同渗流状态、荷载等级和荷载状况下破坏的数据，对边坡破坏特征进行研究；

S9、拆解和清洗装置。