[实用新型]多功能边坡模型试验装置

说明书

本实用新型公开了一种多功能边坡模型试验装置，属于土木工程施工技术领域，包括模型箱、传感器系统、模拟降雨系统、温度控制系统和振动加载系统，模型箱为上方敞口的中空箱体，模型箱内部设有边坡体；传感器系统的测量元件设于边坡体内；温度控制系统包括分别设于边坡体顶部和底部的制热装置和制冷装置，用于模拟冰冻及炎热天气；模拟降雨系统的喷洒组件设于边坡体上方，模型箱侧壁上设有排水口；振动加载系统的加载组件设于边坡体顶部上方，用来模拟火车对路基边坡的振动荷载，模拟降雨系统可以模拟边坡的干湿循环环境，对振动荷载、干湿循环和冻融循环耦合作用下边坡变形情况进行实时监测，对边坡变形破坏的研究具有重要意义。

技术领域

本实用新型属于土木工程施工技术领域，尤其涉及一种多功能边坡模型试验装置。

背景技术

边坡稳定对铁路的安全运营具有重要意义，边坡的模型试验为边坡稳定性研究提供了一种直观有效的方法。列车的振动荷载和边坡环境均对边坡的稳定性有很大影响。现有边坡体试验装置往往手段单一，模拟工程较为简略，只能研究振动荷载、干湿循环或冻融循环单一影响因素下边坡的变形破坏情况。目前，还没有研究振动荷载、干湿循环和冻融循环三者耦合作用下边坡的变形破坏的试验装置。因此，研制一种多功能的边坡体试验装置具有重要研究意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多功能边坡模型试验装置，能够分析在振动荷载、干湿循环和冻融循环耦合作用下边坡的变形破坏，旨在解决上述现有技术中的现有边坡体试验装置手段单一，模拟工程较为简略的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种多功能边坡模型试验装置，包括模型箱、传感器系统、模拟降雨系统、温度控制系统和振动加载系统，所述模型箱为上方敞口的中空箱体，所述模型箱内部设有用来模拟真实边坡状态的边坡体；所述传感器系统的测量元件设置于边坡体内及其表面上；所述温度控制系统包括分别设置于边坡体顶部和底部的制热装置和制冷装置；所述模拟降雨系统的喷洒组件设置于边坡体的上方，所述模型箱的侧壁上设有排水口；所述振动加载系统的加载组件设置于边坡体的顶部上方，用于对边坡体顶部振动加载。

优选的，所述模型箱包括底板、前立板、后立板和两个侧板，所述前立板、后立板和两个侧板组装为中空矩形框架，所述前立板、后立板和两个侧板的底边固定于底板的四周；所述边坡体的纵截面为直角梯形，所述排水口设置于边坡体的斜坡底部两端的侧板上。

优选的，所述振动加载系统包括固定支架、加载组件和用于控制振动加载器加载的荷载和频率的加载控制器，所述加载组件包括振动加载器和承压板，所述固定支架的两端与两侧板内壁固连，所述承压板与边坡体顶部的地基平面接触，所述振动加载器垂直设置于固定支架与承压板之间，所述振动加载器的两端分别与固定支架及承压板相连；所述振动加载器与加载控制器通过导线电连接。

优选的，所述固定支架和承压板均水平设置，所述固定支架的中部外套金属套环，所述金属套环的顶部通过螺丝紧固于固定支架上，所述振动加载器的顶部通过螺栓副与金属套环相连。

优选的，所述传感器系统包括传感器固定架、测量元件和采集终端，所述测量元件包括温湿度传感器和位移传感器，所述温湿度传感器埋设于边坡体的土体内，所述位移传感器竖直布设、且与边坡体的斜坡表面接触；所述温湿度传感器和位移传感器通过导线与采集终端相连；所述传感器固定架设置于边坡体的上方，与温湿度传感器和位移传感器相连的导线架设于传感器固定架上。

优选的，所述模拟降雨系统包括压力水罐、输水导管、流量计、流量控制阀和喷洒组件，所述喷洒组件包括喷淋管和若干个喷嘴，所述压力水罐设置于模型箱的外部，所述压力水罐的出水口通过输水导管与喷淋管相连，若干个喷嘴间隔设置于喷淋管的下侧面上；所述流量计和流量控制阀设置于输水导管上。