CN107356469A - 一种粘结力可控的危岩振动特性试验*** - Google Patents

一种粘结力可控的危岩振动特性试验*** Download PDF

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黄嘉伦
周楷峰
金栋
杜岩
杜时贵
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Abstract

一种粘结力可控的危岩振动特性试验***，包括基座、用于控制吸盘电磁铁磁力的控制箱以及用于检测物体的振动频率、振幅数据的振动特性检测处理装置；所述的基座包括吸盘电磁铁、斜坡板、斜坡板卡槽和升降机构；所述斜坡板卡槽上安装斜坡板，所述斜坡板卡槽一端接地，所述斜坡板卡槽的另一端安装在用于调节斜坡角度的升降机构上，所述斜坡板卡槽的底部安装用以吸引磁性被测试样的电磁铁，所述斜坡板的上方为用于放置磁性被测试样的初始位置，所述电磁铁位于所述初始位置正下方，所述电磁铁的受控端与所述控制箱连接。本发明提供了一种稳定性良好、精度较高的粘结力可控的危岩振动特性试验***。

Description

一种粘结力可控的危岩振动特性试验***
技术领域
本发明属于岩土工程中的边坡地质灾害防治领域，具体是一种粘结力可控的危岩振动特性试验***。
背景技术
近些年来，随着经济的发展和各种工程的建设，出现了大量的人工边坡和临近道路、住宅区等的天然边坡，危岩失稳破坏现象越来越多，给人民的生命财产造成不可挽回的损失的同时，也给公路、铁路等交通运输安全带来了严重隐患。
受到周边环境和自身劣化过程的影响，危岩会发生失稳而崩塌。判断危岩稳定度的关键在于摸清目标岩体和基岩之间的连接状态，大部分滑落的岩块都存在与基岩粘结力不足的问题。常规的基于位移的监测手段只能在滑动发生后才能预警，因而存在时效性偏低的问题。近来的研究中引入了其他反映危岩稳定度的方法，例如，固有振动频率等振动特性可以反映岩体自身稳定性的变化，从而能为危岩预警提供一种有效的手段。在进行振动特性试验时，现场试验受场地所限，试验条件单一，所得结果普适性有限，不适合对参数进行统计研究，总结一般规律；而实验室环境下的试验相对可控，具有耗时短，花费少，可重复性强等优点。
为了模拟危岩破坏滑落的过程，实验室中通常采用外部加载、改变倾斜角度等方法，但大部分实际情况下，危岩是在与基岩的接触面发生强度弱化并在自重作用下发生破坏，如何更好地模拟这一自发的破坏过程是试验控制的关键。有学者用冰冻融化的方法来模拟潜在滑移面粘结力的变化过程，但是冰的融化过程不易控制，粘结力很难量化测量，实验的稳定性和精度得不到保证。
另一方面，在危岩试样上附加传感器或者施加外力等试验方法都会改变危岩自身的振动特性，从而干扰测量结果。
发明内容
为了克服已有危岩振动特性测试方式的稳定性较差、精度较低的不足,本发明提供了一种稳定性良好、精度较高的粘结力可控的危岩振动特性试验***。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种粘结力可控的危岩振动特性试验***，包括基座、用于控制吸盘电磁铁磁力的控制箱以及用于检测物体的振动频率、振幅数据的振动特性检测处理装置；
所述的基座包括吸盘电磁铁、斜坡板、斜坡板卡槽和升降机构；所述斜坡板卡槽上安装斜坡板，所述斜坡板卡槽一端接地，所述斜坡板卡槽的另一端安装在用于调节斜坡角度的升降机构上，所述斜坡板卡槽的底部安装用以吸引磁性被测试样的电磁铁，所述斜坡板的上方为用于放置磁性被测试样的初始位置，所述电磁铁位于所述初始位置正下方，所述电磁铁的受控端与所述控制箱连接。
进一步，所述的振动特性检测处理装置包括三维激光测振仪和数据分析处理器；所述的三维激光测振仪的测量范围覆盖所述斜坡板的工作面；所述的数据分析处理器与三维激光测振仪相连，能接收和分析处理三维激光测振仪的数据并得到测量物体的振动频率、振幅特征值。
再进一步，所述的控制箱包括用于通过控制电流大小达到精确控制吸盘电磁铁磁力的电磁力控制单元。
所述升降机构为千斤顶。也可以采用其他升降结构。
本发明中，采用了激光多普勒测振仪，激光多普勒测振仪具有非接触、高精度等优点，在技术上可以快速测量危岩块体的振动特性；吸盘电磁铁能够精确控制磁力的大小，可以较好的模拟和控制潜在滑移面的粘结力。
本发明的有益效果主要表现在：
1)采用非接触式的测量方式测量试样的振动特性，在不扰动试样的情况下保证测量精度。
2)吸盘式电磁铁能精确控制磁力的大小，能有效模拟试样在斜坡上从稳定到破坏的全过程，在此过程中无外在因素影响试样的振动特性。
3)能测量各种材料，基座能按需要调整角度，满足各种实验要求。
附图说明
图1是本发明的***原理示意图
图1中，1-数据分析处理器；2-三维激光测振仪；3-斜坡板；4-千斤顶；5-斜坡板卡槽；6-吸盘电磁铁；7-试样；8-磁性材料；9-控制箱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1，一种粘结力可控的危岩振动特性试验***，包括用于检测物体的振动频率、振幅等数据的振动特性检测处理装置；内嵌吸盘电磁铁的基座；以及用于控制吸盘电磁铁磁力的控制箱。
如图1所示，所述的振动特性检测处理装置，包括三维激光测振仪2和数据分析处理器1。三维激光测振仪2，采用基于多普勒原理的激光振动测量技术，能精确测量远距离物体的振动信号，包括位移、速度和加速度数据，三维激光测振仪2放在三脚架上保持稳定，可以排除仪器自身振动对测试结果的影响；三维激光测振仪2的测量范围覆盖所述斜坡板的工作面；数据分析处理器1与三维激光测振仪2相连，可以接收三维激光测振仪2的数据，将数据直观的显示在屏幕上，同时能对数据进行分析处理，得到测量物体的振动频率、振幅等特征值。
如图1所示，所述的基座，包括吸盘电磁铁6、斜坡板3、斜坡板卡槽5、千斤顶4。吸盘电磁铁6包括芯体、线圈、盖板、罩壳。线圈缠绕在芯体上，装在罩壳中，盖板与罩壳相连固定电磁铁，给线圈通电可以使吸盘电磁铁6产生磁力，试样7可以通过预制的方法加入磁性材料8或者在试样7制作完成后在其表面粘贴磁性材料8，这样可以使试样7吸在斜坡板3上；斜坡板3能安装在斜坡板卡槽5中，其组成材料与试样7的组成材料一致，并能根据不同的试样7材料进行更换；斜坡板卡槽5，用轻质高强的材料制成，卡槽能安装不同材料的斜坡板3，并且在其下部能安装吸盘电磁铁6；千斤顶4起到支撑的作用，能根据实验要求调整斜坡倾角。
如图1所示，所述的控制箱9，与吸盘电磁铁6通过导线相连，能精确控制通入吸盘电磁铁6的电流大小，进而可以实时精确地控制磁力的大小。
在试验开始前，首先根据实验需要，使用千斤顶4调整好斜坡倾角，在试样7与斜坡板3之间均匀地设置压力传感器，通电使吸盘电磁铁6产生磁力，记录此时压力传感器数据的平均值，通过计算得到电磁铁的磁力与粘结力的定量关系。该测试结束后移除压力传感器。
试验开始时，用三维激光测振仪2测量斜坡板3的振动特征作为基准，通电使吸盘电磁铁6产生磁力，将试样7吸在斜坡板3上，用三维激光测振仪2测量试样7的振动信号。降低通入吸盘电磁铁6的电流，使磁力逐渐减小，直到试样滑落。实验能完整模拟出试样7从稳定到滑动破坏的全过程，通过后期数据的分析处理，可以得到试样振动特性和稳定性的关系。
为了更好地解释本发明的原理和实际应用，介绍一个应用实例。某次实验采用花岗岩材质的试样7，斜坡倾角为60°。根据试验测得试样7的摩擦系数μ＝0.57，用电子天平测得试样7重2.96kg。将试样7放置在斜坡板3上，通过计算可知试样7与斜坡的摩擦力为f1＝μ·G·cos 60°＝8.26N，试样7沿斜坡面的分力为f2＝G×sin60°＝25.11N，f2＞f1试样7会沿斜坡滑下。需要加一个磁力f3使得试样7保持稳定状态，试样保持稳定时需加的磁力需要参考压力传感器测得的数据来设定。通过控制箱9控制吸盘电磁铁6产生50N的磁力，此时试样保持稳定状态，此后以1N/min的速度降低磁力，模拟滑移面的粘结力随时间推移逐渐减弱的过程，同时用三维激光测振仪2连续测量试样7的振动特性，一直到试样滑落，在滑落之前可以得到频率和振幅急剧变化的前兆特征。分析测得的振动频率和振幅等数据，得到振动特性和稳定度的关系。

Claims (4)

1.一种粘结力可控的危岩振动特性试验***，其特征在于：所述试验***包括基座、用于控制吸盘电磁铁磁力的控制箱以及用于检测物体的振动频率、振幅数据的振动特性检测处理装置；
所述的基座包括吸盘电磁铁、斜坡板、斜坡板卡槽和升降机构；所述斜坡板卡槽上安装斜坡板，所述斜坡板卡槽一端接地，所述斜坡板卡槽的另一端安装在用于调节斜坡角度的升降机构上，所述斜坡板卡槽的底部安装用以吸引磁性被测试样的电磁铁，所述斜坡板的上方为用于放置磁性被测试样的初始位置，所述电磁铁位于所述初始位置正下方，所述电磁铁的受控端与所述控制箱连接。
2.如权利要求1所述的粘结力可控的危岩振动特性试验***，其特征在于：所述的振动特性检测处理装置包括三维激光测振仪和数据分析处理器；所述的三维激光测振仪的测量范围覆盖所述斜坡板的工作面；所述的数据分析处理器与三维激光测振仪相连，能接收和分析处理三维激光测振仪的数据并得到测量物体的振动频率、振幅特征值。
3.如权利要求1或2所述的粘结力可控的危岩振动特性试验***，其特征在于：所述的控制箱包括用于通过控制电流大小达到精确控制吸盘电磁铁磁力的电磁力控制单元。
4.如权利要求1或2所述的粘结力可控的危岩振动特性试验***，其特征在于：所述升降机构为千斤顶。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108593890A (zh) * 2018-05-30 2018-09-28 西安科技大学 一种煤层开采的可视化组合块体物理相似模拟实验装置
CN110095807A (zh) * 2019-04-08 2019-08-06 三峡大学 一种模拟抛射型滑坡实验装置及方法
CN111637960A (zh) * 2020-04-26 2020-09-08 河海大学 一种消除激光测振仪基点振动影响的测振***
CN111665017A (zh) * 2020-06-12 2020-09-15 河海大学 一种滑坡涌浪模型试验装置及滑坡涌浪测试方法
CN114543970A (zh) * 2022-02-22 2022-05-27 西安航天动力试验技术研究所 一种火箭发动机非接触式振动测试***及其校准方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102621287A (zh) * 2012-02-29 2012-08-01 东北大学 变角度空间块体滑落模型试验平台及其使用方法
CN103226912A (zh) * 2013-03-27 2013-07-31 山东大学 用于岩土工程边坡危岩体***滚动模拟装置及使用方法
JP2014085229A (ja) * 2012-10-24 2014-05-12 West Japan Railway Co 振動計測に基づく斜面上転石の落石危険度評価方法
CN204010484U (zh) * 2014-07-11 2014-12-10 山东大学 滚石运动规律模型试验装置
CN104535742A (zh) * 2015-01-15 2015-04-22 夏卫生 一种滑坡临界角测量装置及实验方法
CN104698489A (zh) * 2015-02-01 2015-06-10 山东科技大学 危岩识别方法
CN105225592A (zh) * 2015-10-08 2016-01-06 西南交通大学 一种崩塌落石模型试验装置
US20160047724A1 (en) * 2014-08-18 2016-02-18 Korea Institute Of Geoscience And Mineral Resource Test apparatus for early landslide detection fully-connected with pore water pressure, surface displacement and shear surface
CN106501171A (zh) * 2016-11-27 2017-03-15 徐州工程学院 临界滚动摩擦系数电子式测定装置及方法
CN106855568A (zh) * 2017-01-23 2017-06-16 西南石油大学 一种冻融对顺层岩质边坡变形影响的模型试验装置及方法
CN207051094U (zh) * 2017-07-20 2018-02-27 绍兴文理学院 一种粘结力可控的危岩振动特性试验***

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102621287A (zh) * 2012-02-29 2012-08-01 东北大学 变角度空间块体滑落模型试验平台及其使用方法
JP2014085229A (ja) * 2012-10-24 2014-05-12 West Japan Railway Co 振動計測に基づく斜面上転石の落石危険度評価方法
CN103226912A (zh) * 2013-03-27 2013-07-31 山东大学 用于岩土工程边坡危岩体***滚动模拟装置及使用方法
CN204010484U (zh) * 2014-07-11 2014-12-10 山东大学 滚石运动规律模型试验装置
US20160047724A1 (en) * 2014-08-18 2016-02-18 Korea Institute Of Geoscience And Mineral Resource Test apparatus for early landslide detection fully-connected with pore water pressure, surface displacement and shear surface
CN104535742A (zh) * 2015-01-15 2015-04-22 夏卫生 一种滑坡临界角测量装置及实验方法
CN104698489A (zh) * 2015-02-01 2015-06-10 山东科技大学 危岩识别方法
CN105225592A (zh) * 2015-10-08 2016-01-06 西南交通大学 一种崩塌落石模型试验装置
CN106501171A (zh) * 2016-11-27 2017-03-15 徐州工程学院 临界滚动摩擦系数电子式测定装置及方法
CN106855568A (zh) * 2017-01-23 2017-06-16 西南石油大学 一种冻融对顺层岩质边坡变形影响的模型试验装置及方法
CN207051094U (zh) * 2017-07-20 2018-02-27 绍兴文理学院 一种粘结力可控的危岩振动特性试验***

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杜岩: "基于固有振动频率的危岩块体稳定评价模型研究" *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108593890A (zh) * 2018-05-30 2018-09-28 西安科技大学 一种煤层开采的可视化组合块体物理相似模拟实验装置
CN110095807A (zh) * 2019-04-08 2019-08-06 三峡大学 一种模拟抛射型滑坡实验装置及方法
CN111637960A (zh) * 2020-04-26 2020-09-08 河海大学 一种消除激光测振仪基点振动影响的测振***
CN111637960B (zh) * 2020-04-26 2021-08-27 河海大学 一种消除激光测振仪基点振动影响的测振***
CN111665017A (zh) * 2020-06-12 2020-09-15 河海大学 一种滑坡涌浪模型试验装置及滑坡涌浪测试方法
CN111665017B (zh) * 2020-06-12 2022-05-10 河海大学 一种滑坡涌浪模型试验装置及滑坡涌浪测试方法
CN114543970A (zh) * 2022-02-22 2022-05-27 西安航天动力试验技术研究所 一种火箭发动机非接触式振动测试***及其校准方法
CN114543970B (zh) * 2022-02-22 2024-01-12 西安航天动力试验技术研究所 一种火箭发动机非接触式振动测试***及其校准方法

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