[发明专利]一种岩石块体系统崩塌滑坡过程推演装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种岩石块体系统崩塌滑坡过程推演装置，包括模型箱框架，框架内设置有坡面模拟倾斜板、U型堆积槽、岩石块体组件及观测装置，所述坡面模拟倾斜板、堆积槽之间相互铰接，所述坡面模拟倾斜板上部的上端面、下端面分别设置有岩石块体装载启动加速装置、一号顶推伸缩装置，坡面模拟倾斜板上表面铺设有土工布并在侧边布设多个测速仪；岩石块体组件由多个不同大小岩石模拟块体组成，整体设置于岩石块体装载启动加速装置内，所述U型堆积槽的外侧面设置有二号顶推伸缩装置；还公开对应试验方法；本发明崩滑体初始速度测试范围大且可控性好；能真实地再现崩滑块体之间的接触，可以准确、高效地得到块体运动速度、堆积高度、堆积顺序信息。

技术领域

本发明属于土木建筑、工程地质、水利水电、交通等岩土工程与防灾减灾工程技术领域，具体涉及一种岩石块体系统崩塌滑坡过程推演装置及推演方法。

背景技术

我国西南深切峡谷分布广泛，随着一系列大型交通、水利工程的兴建，不可避免地需要对江河沿线山体产生扰动，峡谷两侧山体分布有高位崩塌滑坡岩体，这些高位岩体一旦失稳，岩石块体系统在坡面发生解体、碰撞、滑动等一系列运动，严重威胁周边既有工程与房屋等基础设施和人民财产的安全。

目前研究崩塌滑坡块体系统破坏失稳过程的手段主要有数值计算法、经验公式法和物理模型试验法，其中物理模型试验法是最直观且可靠的方法。但是目前研究块体系统失稳运动的物理模型试验装置和测试方法较少。

发明内容

针对上述问题，本发明要解决的是目前研究崩塌滑坡块体系统破坏失稳过程的方法不够直观且不可靠的问题。

为了实现上述目的，本发明涉及：一种岩石块体系统崩塌滑坡过程推演装置，包括模型箱框架，所述模型箱框架内设置有坡面模拟倾斜板、U型堆积槽、岩石块体组件及观测装置，所述坡面模拟倾斜板、堆积槽之间相互铰接，所述坡面模拟倾斜板上部的上端面、下端面分别设置有岩石块体装载启动加速装置、一号顶推伸缩装置，坡面模拟倾斜板上表面铺设有土工布并在侧边布设多个测速仪；岩石块体组件由多个不同大小岩石模拟块体组成，整体设置于岩石块体装载启动加速装置内，所述U型堆积槽的外侧面设置有二号顶推伸缩装置，观测装置设置于坡面模拟倾斜板、U型堆积槽的侧边。

进一步的，坡面模拟倾斜板两侧设有透明挡板。

进一步的，所述堆积槽底部铺设泥沙、碎石、土体。

进一步的，岩石块体装载启动加速装置包括块体托盘、设置在块体托盘上的自动抬升挡板及加速顶推装置。

进一步的，一号顶推伸缩装置、二号顶推伸缩装置为千斤顶。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明的试验装置设置岩石块体装载启动加速装置，以模拟高位崩塌滑坡体的高速下滑特征，通过更改岩石块体装载启动加速装置可以控制块体启动速度，即可考虑恒定倾角条件下不同启动速度对于崩滑体堆积情况的影响，与通过控制斜面倾角来改变块体速度的传统方式相比，本发明中崩滑体初始速度测试范围大且可控性好；

(2)本发明的模型试验装置通过设置压力传感器和高速摄像机，可以直观地观察块体的运动与堆积成坝过程，同时可以准确、高效地得到块体运动速度、堆积高度、堆积顺序等信息；

(3)采用3D打印技术制备岩石模拟块体，组装形成岩石块体组件，能真实地再现崩滑块体之间的接触；

(4)本发明的模型试验装置的所有器件，包括块体启动系统、可旋转斜面、堆积槽、斜面支撑等，都是组装式的，易于拆卸。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的结构示意图(岩石块体组件处于静止状态)；

图2为本发明较佳实施例的结构示意图(岩石块体组件处于运动状态)；

具体实施方式