[发明专利]一种用于模拟崩塌滚石撞击墙体的试验系统及试验方法

说明书

本发明涉及崩塌地质灾害研究技术领域，具体涉及一种用于模拟崩塌滚石撞击墙体的试验系统及试验方法。系统包括主支架、副支架、滚石、滚动平台和受荷墙体，滚动平台包括斜架和可折叠木板，斜架一端搭接在主支架上，另一垂直抵在受荷墙体上，斜架与主支架的搭接高度可调，斜架的底部通过若干副支架进行支撑，在斜架上拼接铺设有若干的可折叠木板，在可折叠木板上铺设有用于限制滚石滚动方向的滚动轨道，所述滚动轨道从斜架的顶端沿斜架延伸到受荷墙体，在受荷墙体上设有冲击力传感器，在受荷墙体周围和主支架上均设置有影像记录仪。本发明可以进行模拟斜坡的坡角、坡高和坡型调整，且系统安装与拆卸方便、快捷，模拟工况典型、全面。

技术领域

本发明涉及崩塌地质灾害研究技术领域，具体涉及一种用于模拟崩塌滚石撞击墙体的试验系统及试验方法。

背景技术

崩塌是指陡峻山坡上的岩土体在重力作用下，发生突然的倾落运动，是山区常见的地质灾害之一，它发生频率高，突发性强，随机性大，滚石运动形式多样，轨迹复杂，防治难度大，经常给影响区内的建筑物带来极大的破坏，危及山区内人民的生命财产安全，是山区重点防范的地质灾害类型，而模拟研究崩塌滚石的撞击情况则可为地质灾害风险评价与防治提供可靠理论依据。

目前，崩塌滚石研究方法主要包括理论分析、数值模拟、现场试验和模型试验。而其中物理模型试验能较好地模拟崩塌滚石对墙体的破坏情况，能直观地观察研究墙体从出现裂缝到完全破坏的全过程，同时物理模型试验中的参数取值和试验结果也能为后续的理论分析与数值模拟提供数据基础，因此采用物理模型试验研究崩塌滚石撞击墙体，具有无可比拟的优势。但是现有的崩塌滚石模拟实验装置功能单一，坡角不可变化、坡型单一不可变、坡高只可有限调整，而且试验装置笨重，不易安装及拆卸，操作性较差。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种用于模拟崩塌滚石撞击墙体的试验系统及试验方法，其应用时，可以进行模拟斜坡的坡角、坡高和坡型调整，且系统安装与拆卸方便、快捷，模拟工况更典型、全面。

本发明所采用的技术方案为：

一种用于模拟崩塌滚石撞击墙体的试验系统，包括主支架、副支架、滚石、滚动平台和受荷墙体，所述滚动平台包括斜架和可折叠木板，所述斜架一端搭接在主支架上，另一垂直抵在受荷墙体上，使得斜架从搭接主支架的一端到抵接受荷墙体的一端形成从高到低的斜坡，斜架与主支架的搭接高度可调，斜架的底部通过若干副支架进行支撑，在斜架上拼接铺设有若干的可折叠木板，在可折叠木板上铺设有用于限制滚石滚动方向的滚动轨道，所述滚动轨道从斜架的顶端沿斜架延伸到受荷墙体，在受荷墙体上设有冲击力传感器，在受荷墙体周围和主支架上均设置有影像记录仪。

作为上述技术方案的优选，所述斜架包括两条平行的钢轨，在两条平行钢轨之间架设有若干钢轨横梁，钢轨横梁与钢轨相互垂直。

作为上述技术方案的优选，所述钢轨由若干分段拼接组成，每个分段的两端分别设有固定螺栓孔和可伸缩连接件，可伸缩连接件上设有对接螺栓孔，相邻分段之间通过固定螺栓孔和对接螺栓孔对位后插入螺栓进行连接，与主支架搭接的分段设有钢轨挂钩，并通过钢轨挂钩挂在主支架上。

作为上述技术方案的优选，所述可折叠木板包括前板和后板，且前板和后板之间通过合页连接器连接，在前板和后板的底部均设有木板挂钩，前板和后板通过木板挂钩挂设在钢轨横梁上。

作为上述技术方案的优选，所述滚动轨道的两侧设有栏杆。

作为上述技术方案的优选，所述主支架上设有用于将滚石提升至滚动平台上的滑轮装置。

作为上述技术方案的优选，所述影像记录仪包括照相机和高速摄像机，且在受荷墙体周围还设有测速仪，在靠近受荷墙体的滚动轨道上标有刻度标记。

作为上述技术方案的优选，所述受荷墙体外部设有墙体约束框，在受荷墙体的背面设有与墙体约束框对接的墙体支撑架，在地面上设有墙体固定装置，墙体支撑架固定在墙体固定装置对受荷墙体进行支撑。