[发明专利]一种自重式滑坡物理模型试验液压调节加载装置

说明书

技术领域

本发明属于地质灾害模型试验领域，具体地指一种自重式滑坡物理模型试验液压调节加载装置。

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自重式滑坡物理模型试验液压调节加载装置，能够方便、快速地调节滑坡物理模型后缘推力的加载大小和方向，使施加的推力与实际边界条件相符合，且通过标定重物的自重实现加载，加载力稳定。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种自重式滑坡物理模型试验液压调节加载装置，包括底座、滑动面调节机构和推力加载机构；所述滑动面调节机构位于底座上，滑动面调节机构包括滑动面板、前支撑板、至少一对前部液压伸缩杆、后支撑板和至少一对后部液压伸缩杆，所述前部液压伸缩杆支设于底座前部，前部液压伸缩杆顶端与前支撑板连接，后部液压伸缩杆支设于底座后部，后部液压伸缩杆顶端与后支撑板连接，所述滑动面板的前端与前支撑板铰接、后端支设在后支撑板上；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，所述前部液压伸缩杆、后部液压伸缩杆均为液压千斤顶。

上述技术方案中，所述后支撑板的支撑面呈半圆柱面。

上述技术方案中，所述滑动面板前端与前支撑板铰接处安装有角度刻度盘，用于滑动面板的倾角的读数。

上述技术方案中，所述底座下方设有若干行走轮。

上述技术方案中，所述底座上设有把手。

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；

（3）该加载装置通过两组液压伸缩杆实现了加载高度和加载角度的连续、精确、持续控制，使得施加的推力与实际边界条件符合良好；

（4）该加载装置适用于不同高度的滑坡物理模型推力加载，针对不同滑面高度的滑坡模型无需逐一制作不同高度的加载装置；

（5）该加载装置适用于不同滑面角度的滑坡物理模型，无需逐一制作不同角度的加载装置；

（6）该加载装置中加载平台的底面与滑动面板的顶面通过滑槽与滚珠滑动配合使用，极大的减小了加载平台下滑过程中的摩擦阻力作用，有效的将自重荷载转换成推力；

（7）该加载装置中加载平台的后端设有插锁，便捷的实现了加载平台与滑动面板的临时固定；

（8）试验中通过调整加载平台上部重物的质量，可实现滑坡物理模型后缘不同期次荷载的分级加载；

（9）该加载装置作为一个独立体系，与滑坡物理模型框架分离，耐用性好、可重复使用；