CN107976530B - 一种模拟岩体楔形体滑动的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模拟岩体楔形体滑动的装置，包括基座、升降装置、模拟滑动面装置、模拟降雨装置、堆载器、收集盘和横向加压装置，所述升降装置包括螺纹钢管、套环、支撑杆、转动螺丝、螺母、第一架台和滚轮轨道槽，所述模拟滑动面装置包括第二架台、支撑板、大号螺母挡板和滑面板，所述模拟降雨装置包括固定支架、上部铁管、下部铁管、水箱、调节轮、挡水板和水量显示管，所述堆载器包括钢制螺丝和砝码，所述基座的左侧侧设置有收集盘，所述横向加压装置包括底座、插杆、测压力计和加压杆。本发明结构设计合理，本装置可以模拟岩石楔形体的双滑动面和它的倾斜角度，能够方便的模拟出楔形体的三维形态，具有操作方便和调节简单的特点。

Description

一种模拟岩体楔形体滑动的装置

技术领域

本发明涉及岩体滑动模拟装置技术领域，尤其涉及一种模拟岩体楔形体滑动的装置。

背景技术

随着我国经济的迅速增长和蓬勃发展，各工程建设项目的不断增多，地质灾害问题也日益突出，其中岩质边坡的稳定问题是地质工作人员关心的核心问题。边坡的稳定不但影响着工程能否顺利进行，而且其破坏后果往往造成巨大的生命财产损失。

岩体楔形体滑动现象常是被结构面切割的楔形体沿着两组结构面相交切割而成的滑面滑动的现象。在岩质边坡的失稳破坏模式中，岩体楔形体滑动是最常见的岩质边坡失稳形式，而现在关于这种边坡失稳破坏的研究多在停留在理论计算上，缺少必要的试验装置。本发明提出一种模拟岩体楔形体滑动的试验装置，通过模拟岩体三维形态并研究工程地质条件发生变化影响下的工程岩体的平衡状态。该装置制作简单，操作方便可拆卸携带，可带入现场取工程岩体进行试验。经济实惠，成本低廉。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种模拟岩体楔形体滑动的装置，能够以低成本的方式实现快速分选，同时分选质量能够得到较好的保障。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种模拟岩体楔形体滑动的装置，包括基座、升降装置、模拟滑动面装置、模拟降雨装置、堆载器、收集盘和横向加压装置；

所述升降装置包括螺纹钢管、套环、支撑杆、转动螺丝、螺母、第一架台和滚轮轨道槽，所述基座的顶部左右两侧对称设置有螺纹钢管，两组所述螺纹钢管的外壁均螺接有螺母，两组所述螺纹钢管的外壁均套接有套环，且套环位于螺母的上方，两组所述套环的贴近基座中心处的一侧均铰接有支撑杆，两组所述支撑杆的远离套环的一端左侧均螺接有转动螺丝，两组所述支撑杆之间设置有第一架台，且支撑杆与第一架台之间通过铰链连接，所述第一架台的顶部设置有滚轮轨道槽；

所述模拟滑动面装置包括第二架台、支撑板、大号螺母挡板和滑面板，所述第二架台通过滚轮与滚轮轨道槽相连接，所述第二架台的顶部左右两侧对称设置有支撑板，所述支撑板贴近第二架台中心处的一侧设置有滑面板，所述支撑板贴近第二架台中心处的一侧设置有大号螺母挡板，且大号螺母挡板通过螺栓与第二架台相连接；

所述模拟降雨装置包括固定支架、上部铁管、下部铁管、水箱、调节轮、挡水板和水量显示管，所述基座的顶部右侧设置有固定支架，所述固定支架的左侧壁设置有上部铁管和下部铁管，且上部铁管位于下部铁管的上方，所述上部铁管和下部铁管的左侧设置有水箱，所述水箱的底部设置有挡水板，所述挡水板的顶部通过齿条连啮合连接有调节轮，且调节轮位于水箱的前侧，所述水箱的表面连通有水量显示管；

所述堆载器包括钢制螺丝和砝码，所述砝码的顶部螺接有钢制螺丝，且钢制螺丝贯穿砝码；

所述基座的左侧侧设置有收集盘；

所述横向加压装置包括底座、插杆、测压力计和加压杆，所述基座的顶部左右两侧对称设置有底座，且左侧底座位于左侧螺纹钢管的左侧，右侧所述底座位于右侧螺纹钢管的右侧，所述底座通过螺丝与基座相连接，所述底座上螺接有加压杆，所述加压杆远离基座中心处的一端外壁插接有插杆，所述加压杆贴近基座中心处的一端外壁插接有测压力计。

优选地，上述模拟岩体楔形体滑动的装置中，所述滑面板的上表面设置有凹槽，且凹槽的内腔设置有内螺纹。

优选地，上述模拟岩体楔形体滑动的装置中，所所述凹槽呈矩形阵列状排布。

优选地，上述模拟岩体楔形体滑动的装置中，所述支撑板为凹槽板，且支撑板和滑面板上开设有相配合的螺纹孔。

优选地，上述模拟岩体楔形体滑动的装置中，所述测压力计的外壁包裹有橡胶套，且橡胶套的厚度为0.5-1cm。

优选地，上述模拟岩体楔形体滑动的装置中，所述收集盘的右端设置有连接凸起，所述基座的左侧开设有与连接凸起相配合的连接凹槽。

优选地，上述模拟岩体楔形体滑动的装置中，所述上部铁管和下部铁管与水箱的接触端设置有铁质垫片，且上部铁管和下部铁管的内部设置有塑料水管。

优选地，上述模拟岩体楔形体滑动的装置中，所述水箱的底部开设有排水孔，且排水孔呈阵列状排布。

本发明的有益效果是：

本发明提供的模拟岩体楔形体滑动的装置结构设计合理，1.本装置可以模拟岩石楔形体的双滑动面和它的倾斜角度，能够方便的模拟出楔形体的三维形态，具有操作方便和调节简单的特点；

2.本装置可以模拟多种工程地质条件，通过挤压试件岩体来模拟水平向地应力，在试件上增加重量来模拟堆载，模拟降雨和滑动面上的粗糙程度，抗剪强度和起伏地形等不同的状况；

3.本装置易用便携，可以拆卸组装，不需要电力驱动，可以在室内试验也可以在工程现场取样，制作试件，直接试验，简单而方便；

4.本装置的成本低廉制作方便，易于维护，受实际条件限制低。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明模拟岩体楔形体滑动装置的正视图；

图2为本发明模拟岩体楔形体滑动装置未加降雨装置的俯视图；

图3为本发明模拟岩体楔形体滑动装置的侧视图；

图4为本发明试件加载的加载装置侧视图；

图5为本发明水箱底板面的俯视图；

上述图中：1-基座、2-螺纹钢管、3-橡胶垫、4-第一架台、5-滚轮轨道槽、6-插杆、7-底座、8-加压杆、9-螺丝、10-滑面板、11-凹槽、12-支撑板、13-排水孔、14-大号螺母挡板、15-第二架台、16-支撑杆、17-套环、18-螺母、19-转动螺丝、20-橡胶垫、21-测压力计、22-水箱、23-调节轮、24-挡水板、25-固定支架、26-水量显示管、27-上部铁管、28-下部铁管、29-铁质垫片、30-钢制螺丝、31-砝码、32-收集盘、33-连接凸起、34-连接凹槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5所示，本实施例为一种模拟岩体楔形体滑动的装置，包括基座1、升降装置、模拟滑动面装置、模拟降雨装置、堆载器、收集盘和横向加压装置；升降装置包括螺纹钢管2、套环17、支撑杆16、转动螺丝19、螺母18、第一架台4和滚轮轨道槽5，基座1的顶部左右两侧对称设置有螺纹钢管2，两组螺纹钢管2的外壁均螺接有螺母18，两组螺纹钢管2的外壁均套接有套环17，且套环17位于螺母18的上方，两组套环17的贴近基座1中心处的一侧均铰接有支撑杆16，两组支撑杆16的远离套环17的一端左侧均螺接有转动螺丝19，两组支撑杆16之间设置有第一架台4，且支撑杆16与第一架台4之间通过铰链连接，第一架台4的顶部设置有滚轮轨道槽5；模拟滑动面装置包括第二架台15、支撑板12、大号螺母挡板14和滑面板10，第二架台15通过滚轮与滚轮轨道槽5相连接，第二架台15的顶部左右两侧对称设置有支撑板12，支撑板12贴近第二架台15中心处的一侧设置有滑面板10，支撑板12贴近第二架台15中心处的一侧设置有大号螺母挡板14，且大号螺母挡板14通过螺栓与第二架台15相连接；模拟降雨装置包括固定支架25、上部铁管27、下部铁管28、水箱22、调节轮23、挡水板24和水量显示管26，基座1的顶部右侧设置有固定支架25，固定支架25的左侧壁设置有上部铁管27和下部铁管28，且上部铁管27位于下部铁管28的上方，上部铁管27和下部铁管28的左侧设置有水箱22，水箱22的底部设置有挡水板24，挡水板24的顶部通过齿条连啮合连接有调节轮23，且调节轮23位于水箱22的前侧，水箱22的表面连通有水量显示管26；堆载器包括钢制螺丝30和砝码31，砝码31的顶部螺接有钢制螺丝30，且钢制螺丝30贯穿砝码31；基座1的左侧侧设置有收集盘32；横向加压装置包括底座7、插杆6、测压力计21和加压杆8，基座1的顶部左右两侧对称设置有底座7，且左侧底座7位于左侧螺纹钢管2的左侧，右侧底座7位于右侧螺纹钢管2的右侧，底座1通过螺丝9与基座1相连接，底座1上螺接有加压杆8，加压杆8远离基座中心处的一端外壁插接有插杆6，加压杆8贴近基座1中心处的一端外壁插接有测压力计21。

滑面板10的上表面设置有凹槽11，且凹槽11的内腔设置有内螺纹，凹槽11呈矩形阵列状排布，这样便于在滑面板10上增添橡胶垫，用于模拟摩擦系数，支撑板12为凹槽板，且支撑板12和滑面板10上开设有相配合的螺纹孔，可将螺丝***其中使板面10与支挡板12固定，测压力计21的外壁包裹有橡胶套，且橡胶套的厚度为0.5-1cm，橡胶套可以对测压力计21进行保护，收集盘32的右端设置有连接凸起33，基座1的左侧开设有与连接凸起33相配合的连接凹槽34，上部铁管27和下部铁管28与水箱22的接触端设置有铁质垫片29，且上部铁管27和下部铁管28的内部设置有塑料水管，塑料水管用于进出水，水箱22的底部开设有排水孔13，且排水孔13呈阵列状排布。

本实施例的一个具体应用为：先调整两个滑面板10，调整至实际岩体楔形体两侧结构面的开合角度，再通过螺接在支撑板12上的螺栓对滑动板10进行固定，取工程岩体制作成楔形体试块，放在滑动装置中，通过调节螺母18来调节整个模拟滑动面装置的高度，螺母18在螺纹钢管2的外壁进行转动，推动着滑套17进行移动，进而促使着支撑杆16绕着滑套17的一端进行转动，第一架台4绕着转动螺栓19进行转动，进而达到调节第一架台4高度的作用，在模拟出岩体楔形体的空间形态后，增加工程地质条件，通过调节横向加压装置来模拟所研究地区的水平地应力，通过将插杆6插接在加压杆8上，转动加压杆8，使得加压杆8在底座7内腔进行转动，加压杆8的转动，使得加压杆8向支撑板12的一侧进行移动，进而可以模拟所研究地区的水平地应力，横向加压装置上的测压计21可以显示试块所受的水平向压力大小，通过调节带螺纹的橡胶块在滑面板10上的突起高度和突起数量来模拟滑动面的物理力学性质，通过转动调节轮23开合水箱22出水的面积以保证降水施加在试块上，转动调节轮23，调节轮23通过齿条带动着挡水板24进行移动，进而可以调节水箱22底部的排水面积，其中水箱22既可以通过预存的方式储水，也可以连接进水口供水，通过增加或减少固定在试块上的砝码31数量来模拟岩体重量或地面堆载。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种模拟岩体楔形体滑动的装置，其特征在于：包括基座、升降装置、模拟滑动面装置、模拟降雨装置、堆载器、收集盘和横向加压装置；

所述升降装置包括螺纹钢管、套环、支撑杆、转动螺丝、螺母、第一架台和滚轮轨道槽，所述基座的顶部左右两侧对称设置有螺纹钢管，两组所述螺纹钢管的外壁均螺接有螺母，两组所述螺纹钢管的外壁均套接有套环，且套环位于螺母的上方，两组所述套环的贴近基座中心处的一侧均铰接有支撑杆，两组所述支撑杆的远离套环的一端左侧均螺接有转动螺丝，两组所述支撑杆之间设置有第一架台，且支撑杆与第一架台之间通过铰链连接，所述第一架台的顶部设置有滚轮轨道槽；

所述模拟滑动面装置包括第二架台、支撑板、大号螺母挡板和滑面板，所述第二架台通过滚轮与滚轮轨道槽相连接，所述第二架台的顶部左右两侧对称设置有支撑板，所述支撑板贴近第二架台中心处的一侧设置有滑面板，所述支撑板贴近第二架台中心处的一侧设置有大号螺母挡板，且大号螺母挡板通过螺栓与第二架台相连接；

所述模拟降雨装置包括固定支架、上部铁管、下部铁管、水箱、调节轮、挡水板和水量显示管，所述基座的顶部右侧设置有固定支架，所述固定支架的左侧壁设置有上部铁管和下部铁管，且上部铁管位于下部铁管的上方，所述上部铁管和下部铁管的左侧设置有水箱，所述水箱的底部设置有挡水板，所述挡水板的顶部通过齿条连啮合连接有调节轮，且调节轮位于水箱的前侧，所述水箱的表面连通有水量显示管；

所述堆载器包括钢制螺丝和砝码，所述砝码的顶部螺接有钢制螺丝，且钢制螺丝贯穿砝码；

所述基座的左侧侧设置有收集盘；

所述横向加压装置包括底座、插杆、测压力计和加压杆，所述基座的顶部左右两侧对称设置有底座，且左侧底座位于左侧螺纹钢管的左侧，右侧所述底座位于右侧螺纹钢管的右侧，所述底座通过螺丝与基座相连接，所述底座上螺接有加压杆，所述加压杆远离基座中心处的一端外壁插接有插杆，所述加压杆贴近基座中心处的一端外壁插接有测压力计。

2.根据权利要求1所述的模拟岩体楔形体滑动的装置，其特征在于：所述滑面板的上表面设置有凹槽，且凹槽的内腔设置有与钢制螺丝相配合的内螺纹。

3.根据权利要求2所述的模拟岩体楔形体滑动的装置，其特征在于：所述凹槽呈矩形阵列状排布。

4.根据权利要求1所述的模拟岩体楔形体滑动的装置，其特征在于：所述支撑板为凹槽板，且支撑板和滑面板上开设有相配合的螺纹孔。

5.根据权利要求1所述的模拟岩体楔形体滑动的装置，其特征在于：所述测压力计的外壁包裹有橡胶套，且橡胶套的厚度为0.5-1cm。

6.根据权利要求1所述的模拟岩体楔形体滑动的装置，其特征在于：所述收集盘的右端设置有连接凸起，所述基座的左侧开设有与连接凸起相配合的连接凹槽。

7.根据权利要求1所述的模拟岩体楔形体滑动的装置，其特征在于：所述上部铁管和下部铁管与水箱的接触端设置有铁质垫片，且上部铁管和下部铁管的内部设置有塑料水管。

8.根据权利要求1所述的模拟岩体楔形体滑动的装置，其特征在于：所述水箱的底部开设有排水孔，且排水孔呈阵列状排布。