[发明专利]用于岩土工程边坡危岩体爆破滚动模拟装置及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟装置，尤其是一种用于岩土工程边坡危岩体爆破滚动模拟装置。

背景技术

目前，随着我国岩土工程的蓬勃发展，很多工程面临危岩体崩塌的威胁。危岩体是潜在的崩塌体。其存在环境一般为：高差大,或者坡体是孤立，坡体内裂隙发育,岩体结构不完整等。危岩体的崩塌随时可能发生。如西陵峡链子崖危岩体,巫山望峡危岩体等，坡面较陡，俯瞰长江，时刻威胁长江航运安全,一旦崩落将造成巨大破坏。

针对危岩体的处置办法，最主要的方法即为爆破解除，而爆破后塌落岩块的运动范围，分布规律以及对坡体的影响便成了重点研究的问题，主要以模型试验的方式实现。

目前国内外的爆破滚动模型试验研究较少，主要集中在推动岩块滚轮研究分布规律上，而对不同初速度，不同运动角度下岩块的塌落运动规律的研究却极为少见，与真实状态下的岩块滚动差距较大，研究结果精度也有待提高，也没有较成型的实验装置，测量精度低，操作十分不便，而且效率低下，成本较高，随着我国岩土工程事业的发展，以往的模型试验装置亟待改进。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种用于岩土工程边坡危岩体爆破滚动模拟装置，其结构简单，操作方便，实验精度高，效率高。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种用于岩土工程边坡危岩体爆破滚动模拟装置，包括底板，所述底板上设有钢框架，钢框架周边设有至少一个侧面带网格的透明板，透明板外部的底板上设有若干能够移位的摄像装置，钢框架中填充有模拟边坡土体，模拟边坡土体上部设置有速度模拟装置，速度模拟装置包括动力传送装置，动力传送装置上设置有模拟的塌落堆积岩块。

所述透明板为钢化玻璃。

所述速度模拟装置设置于模拟边坡土体的最高处。

所述模拟边坡土体的边坡呈阶梯状布置。

所述动力传送装置包括底座，所述底座的四个夹角上分别设置一个伸缩转杆，四个伸缩转杆分为两组平行布置，每一组伸缩转杆之间均通过一根转轴连杆连接，所述两根转轴连杆之间连接有若干平行设置的传动转轴，其中一根传动转轴的一端通过联轴器与电机动力输出轴相连；所述若干传动转轴的外部套有一传送带，传送带上设置有模拟的塌落堆积岩块。

所述摄像装置包括固定于底板一边角上的立柱，立柱上套设有若干能够转动的横杆，横杆末端上活动安装有若干数字摄像机。

用于岩土工程边坡危岩体爆破滚动模拟装置的使用方法，步骤如下：

（1）将玻璃板安置在钢框架四面，量测布设好网格；

（2）根据实验要求在在钢框架内填充好模拟边坡土体，将初速度模拟装置放置于模拟边坡土体的坡顶，调节横杆将数字摄像机安置在要观测的位置上；

（3）根据实验要求调整伸缩转杆，调整初始运动角度，之后将模拟的塌落堆积岩块垒好放置于传送带上；

（4）启动电源，控制好传动转轴的滚动速度，使模拟的塌落堆积岩块沿固定方向和初速度滚落；

（5）数字摄像机记录下滚落全过程，并观测模拟边坡土体的坡体面占用网格的面积变化；

（6）更改初速度和初始角度，重新进行上述实验。

本发明中，爆破滚动初速度模拟装置，通过控制传送带的速度实现对岩块滚动初速度的调节；其下安置可伸缩转动杆，通过调节转动杆的长度实现岩块初始运动角度的调节；钢框架四面安装可视化玻璃，玻璃面上画有网格，可清晰观测岩块滚动堆积分布以及对边坡造成的影响；在土体的上方和侧面安置数字摄像头，可以精确记录下实验过程中岩块及土体的细微变化，并完成对堆积范围等指标的精确量测。

初速度的模拟以滚轮牵引传送带滚动实现，通过控制速度变化也可以进行爆破加速度的简单模拟。

速度模拟装置下安置可伸缩转杆，通过转杆长度的调节改变岩块的初始运动角度，研究不同初始角度下岩块塌落分部规律。

玻璃板的安置使实验全过程直观可见，网格的布设使岩块及土体的运动规律直观化，并可分析岩块滚轮分布形态及对坡体的扰动影响大小。

坡体上方和侧面安置的数字摄像头，可以精确记录下实验过程中岩块及土体的细微变化，并完成对堆积范围等指标的精确量测，准确性大大提高。所述装置上方采用重物压力的形式加载，传压轴使压力保持竖直，避免偏压。

本发明的有益效果是，

1本发明解决了以前实验中的诸多不便，通过转轴牵引传送带滚动实现初速度的控制，方便高效；

2通过调节转杆的长度可以实现初始运动角度的调节，更加逼近真实状态；