[发明专利]岩土工程滑坡模型试验箱

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程滑坡模型试验技术，特别涉及一种岩土工程滑坡模型试验箱。 

背景技术

室内相似模型试验是岩土斜坡工程问题常用的研究方法，因试验对象的主要参数可根据研究需要灵活设置、突出所研究问题的主导因素、尺寸比原型缩小而节省人力与物力等诸多优点，一直是斜坡工程研究中具有举足轻重作用的方法。图1所示的斜坡结构中，工程上通常将该斜坡11分为滑体12、滑面13和滑床14。斜坡11的滑动过程中，通常是滑体12沿着滑面13滑动，滑面13以下部分的滑床14是不参与滑动的。斜坡工程相似模型试验中，滑面的横断面通常可以用一段折线来模拟，如图1中的折线ABCD，即滑面13的形状可以由几个倾斜角度和长度不同的平面相连构成的斜面来模拟。斜坡工程相似模型试验通常采用如图2所示的岩土工程滑坡试验箱进行模拟试验。该试验箱基本上成长方体形状，箱体10通常由型钢焊接成框架，然后在框架上镶嵌木板、纤维板等挡板构成。箱体置于平整坚固的水泥地面，地面就是箱体的底面，其相对的面为顶面，通常为开放式结构，便于装填模型材料（如岩土材料、砂石材料等）。为了便于观察，箱体正面AODQ和背面EPFR（通常为长方体的两个面积最大的侧面，也称为前、后面）采用透明材料做挡板。现有技术的斜坡工程相似模型试验中，上述试验模型箱存在主要缺点是，其一，试验模型箱中填筑的模型材料通常自箱底起向上填筑到试验设计的斜坡位置，即箱体中几乎完全填筑模型材料，如图3所示的斜坡11以下部分全部需要填筑模型材料。这样，每作一组试验基本上均要自箱底起向上填筑模型，会造成试验周期较长，消耗较多的人力、财力。尤其是大型斜坡工程，其模型试验箱尺寸一般较大，在这种情况下试验花费的时间更长，消耗的人、财、物力就更多。其二，滑面（或称为滑带）形状通过填筑滑床实现其几何特征，在填筑模型时就已确定，而且难以再改变，若要改变，需要重新填筑模型。实际上，在研究斜坡工程的失稳破坏机制中，为了充分说明问题，常常要涉及多组滑面形状的对比分析，这样，每改变一次滑面形状，就需要重填或调整滑床甚至整个模型，同样造成试验周期较长和试验成本增大。因此，现有技术的斜坡工程相似模型试验，试验费时费力，尤其是需要进行多组试验时更甚。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是针对上述现有技术的缺点，对传统的岩土工程滑坡试验箱进行改进，以使此类试验的周期缩减、成本降低，并使试验箱具有更强的适用性，可广泛应用于不同类型的斜坡工程模型试验中。 

本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，岩土工程滑坡模型试验箱，包括箱体，所述箱体基本上成长方体，其特征在于，所述长方体相对的两个面积最大的侧面内侧设置有与该两个面垂直的斜面将所述长方体内部空间分割为上、下两部分，所述斜面形状与岩土工程滑坡模型试验模拟的滑面形状相似。 

本发明的岩土工程滑坡模型试验箱，在箱体两个面积最大的侧面（通常一个称为长方体的正面，一个称为长方体的背面）内侧设置有与该两个面垂直的斜面，将长方体内部空间分割为上下两部分——斜面以上部分和斜面以下部分。该斜面形状与岩土工程滑坡模型试验模拟的滑面形状相似，在进行岩土工程滑坡模型试验时，由于滑面以下部分岩土体不参与滑动，所以斜面以下部分不需要装填模型材料，大大减少了模型材料的装填量，节省人力和财力。 

优选的，所述斜面由2个以上平面连接构成。 

根据对坡体滑动的研究结果，不同岩土结构、不同几何形态的滑面，其横断面可以用多段折线进行模拟，也就是说可以用不同数量的平面连接来模拟滑面形状，连接的平面数量越多，模拟越准确，通常采用2～4个平面连接起来就可以比较准确的模拟大多数滑面形状。 

进一步的，所述平面倾斜角度及长度可调。 

模拟滑面的多个平面，可以通过调整每一个平面的倾斜角度和长度来模拟不同的滑面形状，可以非常方便的进行多组滑面形态的对比分析，以适应不同滑面的模拟试验。 

进一步的，所述相对的两个面积最大的侧面中至少有一个侧面安装有透明玻璃窗。 

在试验箱的正面和/或背面安装透明玻璃窗，可以比较方便的观察试验中坡体变形发展过程。 

进一步的，所述箱体由型钢构成的框架及安装在所述框架上的挡板构成。 

采用型钢焊接、铆接等构成框架，并在框架上安装挡板构成试验箱是实践中比较常用的方法，非常适合进行大型的岩土工程滑坡模拟试验研究。这里的挡板为透明玻璃板和硬木板或硬纤维板，其中两个面积最大的侧面上安装的是透明玻璃板，由其形成透明玻璃窗。