[发明专利]用于测定边坡稳定性的爆破振动试验装置及评价预警方法

权利要求书

1.一种用于测定边坡稳定性的评价预警方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、采集采场边坡几何结构参数、边坡内监测仪表位置参数和监测仪表位置的监测数据；

S2、采集采场边坡各层岩体试样，试验确定边坡各层岩体的物理力学参数，然后逐层计算确定待建的边坡模型中所对应各层岩体试样的物理力学参数；

S3、利用S1和S2所获得的各种参数，按照比例确定边坡模型尺寸与结构，构建爆破振动试验装置，同时选择不同高度重球自由下落敲击边坡模型承重钢板的方式产生入射波，以此入射波的方式替代爆炸物所产生的入射波；选择以重球自由下落点为中心环形布设各边坡层的速度传感器和加速度传感器，速度传感器和加速度传感器与控制主机电性连接；

所述的爆破振动试验装置包括钢结构箱体（1），所述钢结构箱体（1）内部设置有边坡模型（6）以及钢结构箱体（1）前侧开口处底部固定设置有承重钢板（5），所述钢结构箱体（1）下方固定设置有减振底座，所述钢结构箱体（1）的上边框处固定设置有伸缩机构；

所述减振底座包括减振底板（8）和多个减振弹簧组件（9），多个均匀分布的所述减振弹簧组件（9）一端固定设置于减振底板（8）后部的上表面，另一端与钢结构箱体（1）底部固定连接；

所述的伸缩机构由延伸臂（2）、螺纹伸缩组件（3）和水平放置台（4）组成，所述的延伸臂（2）一端与钢结构箱体（1）前端的上边框垂直固定连接，另一端与螺纹伸缩组件（3）的输出端通过螺纹固定连接，螺纹伸缩组件底部与水平放置台（4）固定连接；

S4、以现场实测速度值为定量，由试验及现场速度值的比例关系，求得现场炸药当量与之相对应的试验重球下落高度：当试验测得某位置速度值峰值满足与现场对应位置速度值的比例关系时，此时重球高度H对应现场炸药当量，控制重球以H为基准自由下落至边坡模型的承重钢板时产生入射波，入射波从落点开始呈环形放射传播至边坡模型，控制主机采集速度传感器和加速度传感器检测数据信号并进行分析，计算出同一当量下边坡上速度及加速度变化曲线，对重球高度H以倍数增加自由下落至边坡模型承重钢板直至边坡产生破坏，输出此时速度值、加速度值及重球下落高度，按比例关系求得此时对应现场炸药当量值W、不同位置速度危险值V和不同位置加速度危险值A，将第一次从现场数据向试验数据转化波形图相邻峰值差作为安全区间，差值在一个周期区间为稳定区间，在两个及以上周期区间为危险区间。

2.根据权利要求1所述一种用于测定边坡稳定性的评价预警方法，其特征在于：所述采场边坡几何结构参数及边坡内监测仪表位置参数包括：边坡高度、厚度、坡角、几何形状、速度传感器和加速度传感器位置，监测仪表位置的监测数据包括现场实测的速度和加速度数据。

3.根据权利要求1所述一种用于测定边坡稳定性的评价预警方法，其特征在于：所述各层岩体试样的物理力学参数包括密度、含水量、剪切强度指标、抗压强度和变形参数，根据各层岩体试样的密度、含水量、剪切强度、抗压强度和变形参数及相似常数逐层计算确定边坡模型中所对应各层岩体的物理力学参数，然后利用正交试验法，按GBJ123-88和DLJ204进行各层岩体的物理力学性质测定的配比试验，确定采用材料的配方和配比，以确定材料性质稳定的含水量，并计算各层采用材料的用量。

4.根据权利要求1所述一种用于测定边坡稳定性的评价预警方法，其特征在于：在S3中，所述构建爆破振动试验装置有三种搭建方法选择：即整体浇筑法、分层浇筑法或砌块砌筑法。

5.根据权利要求1所述一种用于测定边坡稳定性的评价预警方法，其特征在于：在S3中，所述布设各边坡层的速度传感器和加速度传感器是在与爆炸中心相连的中心轴线上及所在点的中心轴线的垂面上布设，速度传感器的埋设剖面图和加速度传感器相同。

6.根据权利要求1所述一种用于测定边坡稳定性的评价预警方法，其特征在于：所述减振弹簧组件（9）包括防护壳体（91）和弹簧（92），所述防护壳体（91）设置为橡胶波纹管，所述防护壳体（91）两端与弹簧（92）两端均分别与钢结构箱体（1）底端以及减振底板（8）对应位置固定连接，所述弹簧（92）位于防护壳体（91）内部。