一種滑坡物理模型組裝參照試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種滑坡物理模型組裝參照試驗(yàn)裝置，包括水平直尺、伸縮的豎向直尺和豎向支撐桿，所述水平直尺構(gòu)成一個(gè)矩形平面的邊框且其中有與矩形邊框平行的各水平直尺，所述豎向直尺豎直的從所述水平直尺上向下延伸，所述豎向支撐桿從矩形平面的四個(gè)頂點(diǎn)向下豎直延伸；本發(fā)明通過選取所需模擬滑坡面的多個(gè)特征點(diǎn)，通過水平直尺和豎向直尺對(duì)特征點(diǎn)進(jìn)行定位，利用土體的可塑性及其在壓實(shí)狀態(tài)下具有較高承載力的特點(diǎn)，填筑土體使其在該點(diǎn)的高程與所需要模擬滑坡面對(duì)應(yīng)點(diǎn)相同，通過特征點(diǎn)坐標(biāo)的確定進(jìn)而確定出滑坡面的形狀，解決了現(xiàn)實(shí)中滑坡面形狀復(fù)雜難以構(gòu)建的問題，且結(jié)構(gòu)緊湊，制作方便。
【專利說明】一種滑坡物理模型組裝參照試驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及巖土工程領(lǐng)域，具體涉及一種滑坡試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]巖土工程領(lǐng)域中，滑坡破壞是一種常見的破壞形式，通過仿真試驗(yàn)對(duì)滑坡破壞規(guī)律的研究是獲取規(guī)律信息的重要手段與方法。實(shí)踐中，滑坡面形狀對(duì)于滑坡滑動(dòng)特性具有很大的影響，由于現(xiàn)實(shí)中滑坡面都各有特點(diǎn)，依靠傳統(tǒng)的模擬設(shè)備很難做到與滑動(dòng)面實(shí)際形狀相同，這就使對(duì)滑坡下滑過程的試驗(yàn)與現(xiàn)實(shí)滑坡過程有較大的出入。特別地，由于滑動(dòng)面影響，對(duì)于滑坡體各點(diǎn)的土層或土石混合體的厚度控制也較為困難。設(shè)計(jì)出符合實(shí)際滑坡面形狀，能夠重復(fù)應(yīng)用于各種形狀滑坡面的裝置，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能精確模擬實(shí)際滑坡情況的滑坡物理模型組裝參照試驗(yàn)裝置。
[0004]技術(shù)方案:本發(fā)明提供了一種滑坡物理模型組裝參照試驗(yàn)裝置，包括水平直尺、伸縮的豎向直尺和豎向支撐桿，所述水平直尺構(gòu)成一個(gè)矩形平面的邊框且其中有與矩形邊框平行的各水平直尺，所述豎向直尺豎直的從所述水平直尺上向下延伸，所述豎向支撐桿從矩形平面的四個(gè)頂點(diǎn)向下豎直延伸；在確定待模擬滑坡面上的特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)后，將裝置置于模擬滑坡上，其中，豎向直尺進(jìn)行平移及上下伸縮使其末端與滑坡面上的各個(gè)特征點(diǎn)位置一致，最后根據(jù)豎向直尺末端的定位模擬構(gòu)造出滑坡物理模型的滑坡面。
[0005]進(jìn)一步，所述水平直尺和豎向直尺上設(shè)有刻度，便于根據(jù)特征點(diǎn)的相應(yīng)三維坐標(biāo)定位各特征點(diǎn)的位置并且確定滑坡體的厚度，鋪設(shè)相應(yīng)厚度的滑坡體材料。
[0006]進(jìn)一步，矩形平面中的所述水平直尺與矩形邊框的短邊平行，并沿著矩形邊框長(zhǎng)邊方向移動(dòng)；便于其上連接的豎向直尺沿著矩形邊框長(zhǎng)邊方向平移找準(zhǔn)特征點(diǎn)位置。
[0007]進(jìn)一步，下連所述豎向直尺的水平直尺上設(shè)有連接孔和條形空隙，與之配合的所述豎向直尺的頂端設(shè)有球形掛鈕，球形掛鈕能夠掛置在連接孔之上并且沿著條形空隙進(jìn)行滑動(dòng)，使豎向直尺能沿著矩形邊框短邊方向水平移動(dòng)找準(zhǔn)特征點(diǎn)位置。
[0008]進(jìn)一步，所述豎向支撐桿表面設(shè)有刻度，且可伸縮；便于根據(jù)各特征點(diǎn)的高程調(diào)整整個(gè)裝置的高度。
[0009]進(jìn)一步，所述豎向支撐桿的長(zhǎng)度為所需模擬滑坡面上的所有特征點(diǎn)高程及其對(duì)應(yīng)的滑坡體厚度之和的最大值，以保證水平直尺形成的水平面超過滑坡最高點(diǎn)一定距離。
[0010]進(jìn)一步，還包括由三角板實(shí)現(xiàn)的滑坡面材料固定機(jī)構(gòu)，所述三角板固定在構(gòu)造的滑坡面上并在其上鋪設(shè)滑坡面材料；根據(jù)所需模擬滑坡體的厚度及直尺對(duì)應(yīng)的刻度值，鋪設(shè)相應(yīng)厚度的滑坡體材料，使其與現(xiàn)實(shí)滑坡一致。
[0011]有益效果:本發(fā)明通過選取所需模擬滑坡面的多個(gè)特征點(diǎn)，通過水平直尺和豎向直尺對(duì)特征點(diǎn)進(jìn)行定位，利用土體的可塑性及其在壓實(shí)狀態(tài)下具有較高承載力的特點(diǎn)，填筑土體使其在該點(diǎn)的高程與所需要模擬滑坡面對(duì)應(yīng)點(diǎn)相同；其中定位原理為“鏡像法”，即預(yù)先把本發(fā)明裝置布置在超過所要模擬滑坡最高高程一定距離的位置，通過調(diào)整各豎直直尺，使其末端對(duì)應(yīng)相應(yīng)滑坡面特征點(diǎn)的位置，進(jìn)而可以確定滑坡面的輪廓形狀及相對(duì)位置；通過特征點(diǎn)坐標(biāo)的確定進(jìn)而確定出滑坡面的形狀，解決了現(xiàn)實(shí)中滑坡面形狀復(fù)雜難以構(gòu)建的問題，且結(jié)構(gòu)緊湊，制作方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明滑坡物理模型試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為試驗(yàn)裝置布置側(cè)視圖；
圖3為豎向直尺結(jié)構(gòu)圖；
圖4豎向支撐桿結(jié)構(gòu)圖；
圖5為滑坡面示意圖；
圖6為三角板結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。
[0014]實(shí)施例:一種滑坡物理模型組裝參照實(shí)驗(yàn)裝置，如圖1、2所示，包括水平直尺I ;2 ；
3、豎向支撐桿4、豎向直尺5、套管6和連接件8，水平直尺I ;2通過螺絲7固定連接成一個(gè)矩形平面的邊框且其中有與矩形邊框短邊相平行的各水平直尺3，水平直尺3可沿著矩形長(zhǎng)邊方向移動(dòng)。豎向直尺5豎直的從水平直尺3上向下延伸，下連豎向直尺5的水平直尺3上設(shè)有連接孔和條形空隙，與之配合的豎向直尺5包括頂端的球形掛鈕11和直尺段12 ；13 ；14 ;15，如圖3所示，球形掛鈕11能夠掛置在連接孔之上并且沿著條形空隙進(jìn)行滑動(dòng)，帶動(dòng)豎向直尺5沿矩形短邊方向平移，同時(shí)，豎向直尺5的位置可通過連接件8進(jìn)行固定。水平直尺I的兩端帶有與豎向支撐桿4相連的套筒6，豎向支撐桿4從矩形邊框平面的四個(gè)頂點(diǎn)向下豎直延伸，如圖4所示，豎向支撐桿4由撐桿節(jié)段18 ；19 ；20 ;21組成，水平直尺I ;2 ;3、豎向直尺5和豎向支撐桿4上皆標(biāo)有刻度，且豎向直尺5和豎向支撐桿4可伸縮，豎向支撐桿4伸直的長(zhǎng)度為所需模擬滑坡面9上的所有特征點(diǎn)高程及其對(duì)應(yīng)的滑坡體10厚度之和的最大值。
[0015]上述試驗(yàn)裝置的實(shí)施方法包括以下步驟:
(1)根據(jù)需要進(jìn)行的滑坡物理實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，設(shè)置合理的模型縮尺比例，確定所要進(jìn)行滑坡的形狀、大小，并在滑坡面9上選取多個(gè)特征點(diǎn)及其相應(yīng)的三維坐標(biāo)，方便操作，可采用柵格式網(wǎng)格點(diǎn)控制，根據(jù)這些特征點(diǎn)描繪出所要進(jìn)行試驗(yàn)的滑坡面9形狀，及各個(gè)特征點(diǎn)下方對(duì)應(yīng)滑坡體10的厚度；
(2)根據(jù)滑坡長(zhǎng)度、寬度選用適當(dāng)長(zhǎng)度的水平直尺I;2，保證所要進(jìn)行的滑坡全部在水平直尺I ;2所圍成的矩形框范圍內(nèi)；根據(jù)滑坡試驗(yàn)高度，調(diào)整豎向支撐桿4高度并通過套管6用螺絲7與水平直尺I固定，保證水平直尺I ;2所構(gòu)成的矩形平面超過滑坡最高點(diǎn)一定距離；根據(jù)特征點(diǎn)位置調(diào)整水平直尺3位置，保證所確定特征點(diǎn)正上方存在水平直尺3，并在水平直尺3上放置豎向直尺5，所放置豎向直尺5數(shù)量與水平直尺3下特征點(diǎn)數(shù)相等并--對(duì)應(yīng);
(3)根據(jù)特征點(diǎn)豎向坐標(biāo)位置，調(diào)整對(duì)應(yīng)豎向直尺5長(zhǎng)度，使其末端對(duì)應(yīng)特征點(diǎn)的空間位置，然后在裝置下填充可塑性強(qiáng)、夯實(shí)后強(qiáng)度高的土等材料，使填筑體16在各個(gè)特征點(diǎn)位置處于所確定的豎向直尺5端部接觸為止，構(gòu)造出所要進(jìn)行滑坡物理模型的滑坡面9，如圖5所示；
(4)在滑坡面9上放置滑坡面材料固定機(jī)構(gòu):三角板(如圖6所示)及固定針；把三角板均勻的鋪設(shè)在構(gòu)造成的滑坡面9上，在其上鋪設(shè)要進(jìn)行滑坡的滑坡面材料17，三角板的數(shù)量要保證材料能夠固定、不滑移，固定針通過三角板上的圓孔插入填筑體16中，把三角板固定在滑坡面9上；
(5)根據(jù)各特征點(diǎn)的滑坡體10厚度，通過各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的豎向直尺5上的刻度填筑滑坡體10材料，使其厚度與滑坡體10厚度相對(duì)應(yīng)；
(6)拆除本發(fā)明裝置就得到了所要構(gòu)造的滑坡物理模型，對(duì)各部件進(jìn)行清洗、抹油，放置在干燥處保存，方便下次使用；在滑坡模型構(gòu)造過程中，可以分片、按照柵格區(qū)域進(jìn)行填筑，則直尺等可以分片重復(fù)利用。
[0016]如上，盡管參照特定的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋為對(duì)本發(fā)明自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對(duì)其在形式上和細(xì)節(jié)上作出 各種變化 。
【權(quán)利要求】
1.一種滑坡物理模型組裝參照試驗(yàn)裝置，其特征在于:包括水平直尺、伸縮的豎向直尺和豎向支撐桿，所述水平直尺構(gòu)成一個(gè)矩形平面的邊框且其中有與矩形邊框平行的各水平直尺，所述豎向直尺豎直的從所述水平直尺上向下延伸，所述豎向支撐桿從矩形平面的四個(gè)頂點(diǎn)向下豎直延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑坡物理模型組裝參照試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述水平直尺和豎向直尺上設(shè)有刻度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑坡物理模型組裝參照試驗(yàn)裝置，其特征在于:矩形平面中的所述水平直尺與矩形邊框的短邊平行，并沿著矩形邊框長(zhǎng)邊方向移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑坡物理模型組裝參照試驗(yàn)裝置，其特征在于:下連所述豎向直尺的水平直尺上設(shè)有連接孔和條形空隙，與之配合的所述豎向直尺的頂端設(shè)有球形掛鈕。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑坡物理模型組裝參照試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述豎向支撐桿表面設(shè)有刻度，且可伸縮。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滑坡物理模型組裝參照試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述豎向支撐桿的長(zhǎng)度為所需模擬滑坡面上的特征點(diǎn)高程和該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的滑坡體厚度之和的最大值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑坡物理模型組裝參照試驗(yàn)裝置，其特征在于:還包括由三角板實(shí)現(xiàn)的滑坡面材料固定機(jī)構(gòu)，所述三角板固定在構(gòu)造的滑坡面上并在其上鋪設(shè)滑坡面材料。
【文檔編號(hào)】G01N1/28GK103884555SQ201410100531
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月19日
【發(fā)明者】石崇, 李德杰, 徐衛(wèi)亞, 王盛年, 陳凱華, 王芳, 孫懷昆 申請(qǐng)人:河海大學(xué)