CN113063925A - 研究基坑及边坡失稳破坏机制的多因素耦合试验*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种研究基坑及边坡失稳破坏机制的多因素耦合试验***，涉及基坑、边坡工程失稳破坏机制研究试验装置技术领域；模型试验箱侧面板上设有透明观察区，模型试验箱内用于设置基坑或边坡模型；振动模拟***能够对模型试验箱施加垂直方向和/或水平方向的振动；降雨模拟***能够向模型试验箱内模拟降雨；地下水模拟***能够向基坑或边坡模型内注入承压水和/或潜水；加载***能够向模型坡顶施加载荷；温度控制***能够控制基坑或边坡模型的温度；测试***能够对模拟试验过程中土体内的技术参数进行监测和收集。本发明能够进行多因素耦合作用下基坑或边坡变形破坏过程的模拟试验研究，为基坑或边坡的稳定性评价和加固治理提供可靠的依据。

Description

研究基坑及边坡失稳破坏机制的多因素耦合试验***

技术领域

本发明涉及基坑、边坡工程失稳破坏机制研究试验装置技术领域，特别是涉及一种研究基坑及边坡失稳破坏机制的多因素耦合试验***。

背景技术

地下水渗流、降雨及振动荷载等是诱发基坑及边坡失稳破坏的主要因素。多种复杂因素共同作用下基坑及边坡失稳破坏机理特别复杂，目前的理论与技术尚难以较好地对多因素耦合问题进行分析计算。因此，复杂因素共同作用下的基坑及边坡灾害事故时有发生。尽管国内外学者对基坑及边坡工程失稳问题采用多种手段、做了很多工作，也取得了不少成果，但目前仍有不少问题亟需研究解决。研究基坑或边坡失稳破坏规律，不仅要通过理论分析，更要通过室内模拟实验来探索其本质规律。

国内外学者根据各自的试验目的已研制出多种边坡失稳破坏模型箱。然而，工程所处区域地质条件复杂多变，基坑或边坡被赋予的地质环境不断发生变化，这些模型箱都不能模拟基坑或边坡在多场耦合作用下的失稳破坏过程。

上述研究启示我们，在基坑及边坡模拟试验中，必须同时考虑多种因素及复杂的边界条件，所以必须对传统的模型箱加以改进。通过模型试验研究基坑或边坡多场耦合作用下的整体稳定性，及其可能的破坏机理，为其稳定性评价和加固治理提供可靠的依据，以避免盲目治理，减少投资。

发明内容

本发明的目的是提供一种研究基坑及边坡失稳破坏机制的多因素耦合试验***，以解决上述现有技术存在的问题，能够进行多因素耦合作用下基坑或边坡变形破坏过程的模拟试验研究，为基坑或边坡的稳定性评价和加固治理提供可靠的依据。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种研究基坑及边坡失稳破坏机制的多因素耦合试验***，包括模型试验箱、振动模拟***、降雨模拟***、地下水模拟***、加载***、温度控制***和测试***；

所述模型试验箱的侧面和底面封闭，顶部开放，所述模型试验箱的侧面板上设有透明观察区，所述模型试验箱内用于设置基坑模型或边坡模型；

所述振动模拟***能够对所述模型试验箱施加垂直方向和/或水平方向的振动以模拟地震对基坑或边坡的影响；

所述降雨模拟***能够向所述模型试验箱内模拟降雨以模拟雨量及降雨历时对基坑或边坡的影响；

所述地下水模拟***能够向基坑模型或边坡模型内注入承压水和/或潜水以模拟承压水和潜水对基坑或边坡的影响；

所述加载***能够向基坑模型侧壁坡顶或边坡模型坡顶施加载荷以模拟载荷对基坑或边坡的影响；

所述温度控制***能够控制基坑模型或边坡模型的温度以模拟温度及温度变化对基坑或边坡的影响；

所述测试***能够对试验过程中土体内的应力、应变、位移、水位、水压、土体变形进行监测和收集。

优选的，所述振动模拟***包括底板、水平轨道、竖直轨道、基座、水平激振器、竖直激振器、第一滑轮和第二滑轮，所述底板设置于所述模型试验箱下方，所述模型试验箱两侧面上均安装有所述第一滑轮，所述底板两侧固定安装有与所述第一滑轮对应的所述竖直轨道，所述竖直激振器两端分别固定连接在所述底板上表面和所述模型试验箱底面，在所述竖直激振器的作用下，所述模型试验箱能够沿着所述竖直轨道竖向移动，所述底板下表面安装有所述第二滑轮，所述第二滑轮移动设置在所述水平轨道上，所述基座固定连接在所述水平轨道一端，所述水平激振器两端分别固定连接在所述基座和所述底板上，在所述水平激振器的作用下，所述模型试验箱能够沿着所述水平轨道水平移动。

优选的，所述降雨模拟***包括第一增压泵、喷淋管和雾化喷头，所述第一增压泵进水口通过进水管与水源连接，所述第一增压泵出水口通过出水管与所述喷淋管连接，所述出水管上安装有一个降雨控制阀和一个降雨流量计，所述喷淋管设置于所述模型试验箱上方，所述喷淋管上安装有多个所述雾化喷头，通过所述雾化喷头能够向所述模型试验箱内喷水以模拟降雨。

优选的，所述地下水模拟***包括第二增压泵、潜水控制***、承压水控制***和排水收集箱，所述潜水控制***包括多个潜水管，各所述潜水管上均安装有一个潜水控制阀和一个潜水流量计，各所述潜水管一端均与所述第二增压泵出水口连接，各所述潜水管另一端分别与设置于所述模型试验箱侧壁上不同高度的多个潜水注入口连接，所述承压水控制***包括承压水管，所述承压水管上安装有一个承压水控制阀和一个承压水流量计，所述承压水管一端与所述第二增压泵出水口连接，所述承压水管另一端与所述模型试验箱侧壁底部的水平注水孔连接，所述第二增压泵进水口通过管路与水源连接，所述排水收集箱通过管路与所述模型试验箱底部的排水孔连接。

优选的，所述加载***包括加载空压机、加载调压阀和加压气囊，所述加压气囊用于铺设于基坑模型或边坡模型的坡顶上，所述加载空压机通过加载气管与所述加压气囊连通，所述加载气管上设有所述加载调压阀。

优选的，所述温度控制***包括低温输出软管、可控温汽化装置、流量调节阀和液氮罐，所述液氮罐通过低温钢管与所述可控温汽化装置一端连接，所述低温钢管上设有所述流量调节阀，所述可控温汽化装置另一端与所述低温输出软管一端连接，所述低温输出软管另一端连接多个低温输出支管，各所述低温输出支管分别与设置于所述模型试验箱侧壁上的多个温度输入口连接，各所述低温输出支管上均设有一个温度输出调节阀。

优选的，所述测试***包括试验数据采集***和图像采集***，所述试验数据采集***包括数据采集器和与所述数据采集器电联接的应力传感器、应变传感器、位移传感器、水位传感器及水压传感器，所述应力传感器、所述应变传感器、所述位移传感器、所述水位传感器和所述水压传感器均用于设置于基坑模型或边坡模型的土体内，所述图像采集***包括高速摄像机，所述高速摄像机正对所述模型试验箱的侧面以通过所述透明观察区对土体变形进行图像采集。

优选的，所述降雨模拟***还包括可移动支架，所述喷淋管固定在所述可移动支架顶部，通过移动所述可移动支架能够带动所述喷淋管自由移动。

优选的，所述喷淋管设置有多个，各所述喷淋管相互平行，各所述喷淋管上均等间距安装有多个所述雾化喷头。

优选的，所述水平激振器和所述竖直激振器均与控制器电联接，通过所述控制器能够对振动模拟进行自动控制。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供一种研究基坑及边坡失稳破坏机制的多因素耦合试验***，可以模拟多种不利因素共同作用下的模型破坏过程，各种模拟***可以自由组合工作，以实现渗流-应力、震动-渗流-应力、降雨-应力-地震、温度-应力、温度-应力-地震、温度-应力-降雨、温度-应力-高地下水位等多因素耦合作用下基坑或边坡变形破坏过程的模拟试验研究，为基坑或边坡的稳定性评价和加固治理提供可靠的依据，以避免盲目治理，减少投资。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中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为发明提供的研究基坑及边坡失稳破坏机制的多因素耦合试验***的结构示意图；

图2为发明提供的研究基坑及边坡失稳破坏机制的多因素耦合试验***中降雨模拟***的结构示意图；

图中：100-研究基坑及边坡失稳破坏机制的多因素耦合试验***、1-模型试验箱、11-潜水注入口、12-水平注水孔、13-排水孔、14-温度输入口、2-振动模拟***、21-底板、22-水平轨道、23-竖直轨道、24-基座、25-水平激振器、26-竖直激振器、27-第一滑轮、28-第二滑轮、3-降雨模拟***、31-第一增压泵、32-喷淋管、33-雾化喷头、34-进水管、35-出水管、36-降雨控制阀、37-降雨流量计、38-可移动支架、4-地下水模拟***、41-第二增压泵、42-潜水控制***、421-潜水管、422-潜水控制阀、423-潜水流量计、43-承压水控制***、431-承压水管、432-承压水控制阀、433-承压水流量计、44-排水收集箱、5-加载***、51-加载空压机、52-加载调压阀、53-加压气囊、54-加载气管、6-温度控制***、61-低温输出软管、62-可控温汽化装置、63-流量调节阀、64-液氮罐、65-低温钢管、66-低温输出支管、67-温度输出调节阀、7-测试***、71-试验数据采集***、72-图像采集***、721-高速摄像机、8-水箱。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种研究基坑及边坡失稳破坏机制的多因素耦合试验***，以解决现有技术存在的问题，能够进行多因素耦合作用下基坑或边坡变形破坏过程的模拟试验研究，为基坑或边坡的稳定性评价和加固治理提供可靠的依据。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1～2所示，本实施例提供一种研究基坑及边坡失稳破坏机制的多因素耦合试验***100，包括模型试验箱1、振动模拟***2、降雨模拟***3、地下水模拟***4、加载***5、温度控制***6和测试***7；

模型试验箱1的侧面和底面封闭，顶部开放，模型试验箱1的侧面板上设有透明观察区，模型试验箱1内用于设置基坑模型或边坡模型；

振动模拟***2能够对模型试验箱1施加垂直方向和/或水平方向的振动以模拟地震对基坑或边坡的影响；

降雨模拟***3能够向模型试验箱1内模拟降雨以模拟雨量及降雨历时对基坑或边坡的影响；

地下水模拟***4能够向基坑模型或边坡模型内注入承压水和/或潜水以模拟承压水和潜水对基坑或边坡的影响；

加载***5能够向基坑模型侧壁坡顶或边坡模型坡顶施加载荷以模拟载荷对基坑或边坡的影响；

温度控制***6能够控制基坑模型或边坡模型的温度以模拟温度及温度变化对基坑或边坡的影响；

测试***7能够对试验过程中土体内的应力、应变、位移、水位、水压、土体变形进行监测和收集。

在模型试验箱1根据相似理论构筑基坑或边坡模型，并布置好测试***7，以便对模拟试验过程中的各种技术参数进行监测和收集，通过振动模拟***2、降雨模拟***3、地下水模拟***4、加载***5和温度控制***6对基坑或边坡模型进行自由组合式模拟，模拟多种不利因素共同作用下的模型破坏过程，以实现渗流-应力、震动-渗流-应力、降雨-应力-地震、温度-应力、温度-应力-地震、温度-应力-降雨、温度-应力-高地下水位等多因素耦合作用下基坑或边坡变形破坏过程的模拟试验研究，为基坑或边坡的稳定性评价和加固治理提供可靠的依据，以避免盲目治理，减少投资。

如图1所示，在本实施例中，振动模拟***2包括底板21、水平轨道22、竖直轨道23、基座24、水平激振器25、竖直激振器26、第一滑轮27和第二滑轮28，底板21设置于模型试验箱1下方，模型试验箱1两侧面上均安装有第一滑轮27，底板21两侧固定安装有与第一滑轮27对应的竖直轨道23，竖直激振器26两端分别固定连接在底板21上表面和模型试验箱1底面，在竖直激振器26的作用下，模型试验箱1能够沿着竖直轨道23竖向移动，底板21下表面安装有第二滑轮28，第二滑轮28移动设置在水平轨道22上，基座24固定连接在水平轨道22一端，水平激振器25两端分别固定连接在基座24和底板21上，在水平激振器25的作用下，模型试验箱1能够沿着水平轨道22水平移动。其中，底板21为长方形，底板21的四个角上各安装一个竖直轨道23，对应的，在模型试验箱1两侧面上安装有四对第一滑轮27，每对第一滑轮27与一个竖直轨道23相对应，底板21下表面安装有两对第二滑轮28，每对第二滑轮28均移动设置在一个水平轨道22上，通过按照一定的时间间隔依次启动竖直激振器26和水平激振器25，并在振动一定的时间后依次关闭竖直激振器26和水平激振器25，以模拟真实地震波对基坑或边坡的影响，也可以单独启动和关闭竖直激振器26和水平激振器25，以单独研究地震纵波或横波对基坑或边坡的影响。模型试验箱1沿水平轨道22和/或竖直轨道23移动，不会发生偏离，使得振动模拟过程更加准确，可以实现任意水平振动及竖向振动的自由组合。

如图1～2所示，在本实施例中，降雨模拟***3包括第一增压泵31、喷淋管32和雾化喷头33，第一增压泵31进水口通过进水管34与水源连接，第一增压泵31出水口通过出水管35与喷淋管32连接，出水管35上安装有一个降雨控制阀36和一个降雨流量计37，喷淋管32设置于模型试验箱1上方，喷淋管32上安装有多个雾化喷头33，通过雾化喷头33能够向模型试验箱1内喷水以模拟降雨。其中，水源利用水箱8提供，第一增压泵31为高压雾化水泵，通过第一增压泵31和降雨控制阀36能够控制水压与流量大小，并可对降雨历时进行控制，通过降雨流量计37可直观地对流量进行计量，水箱8上设有排水管，用于将水箱8中的水排空。

如图1所示，在本实施例中，地下水模拟***4包括第二增压泵41、潜水控制***42、承压水控制***43和排水收集箱44，潜水控制***42包括多个潜水管421，各潜水管421上均安装有一个潜水控制阀422和一个潜水流量计423，各潜水管421一端均与第二增压泵41出水口连接，各潜水管421另一端分别与设置于模型试验箱1侧壁上不同高度的多个潜水注入口11连接，承压水控制***43包括承压水管431，承压水管431上安装有一个承压水控制阀432和一个承压水流量计433，承压水管431一端与第二增压泵41出水口连接，承压水管431另一端与模型试验箱1侧壁底部的水平注水孔12连接，第二增压泵41进水口通过管路与水源连接，排水收集箱44通过管路与模型试验箱1底部的排水孔13连接。模拟潜水渗流时，由不同高程的潜水注入口11将水注入基坑或边坡模型体中，水在基坑或边坡模型体流动形成渗流，水流由排水孔13流出模型试验箱1并由下方的排水收集箱44收集，模拟承压水时，由模型试验箱1背侧面底部水平注水孔12施加预定水头高度的压力水，既可以模拟潜水或承压水的单独作用，也可以模拟潜水和承压水的共同作用，且水位水压自由可调，以研究潜水和承压水对基坑或边坡的变形破坏影响。

如图1所示，在本实施例中，加载***5包括加载空压机51、加载调压阀52和加压气囊53，加压气囊53用于铺设于基坑模型或边坡模型的坡顶上，加载空压机51通过加载气管54与加压气囊53连通，加载气管54上设有加载调压阀52。其中，在将加压气囊53铺设于基坑模型或边坡模型的坡顶上后，在模型试验箱1顶部设置对气囊进行限位的挡板，通过控制加压气囊53内的压力以控制施加在坡顶上的载荷，从而模拟基坑侧壁坡顶或边坡坡顶堆载、施工载荷等，结构简单，便于进行操作控制。

如图1所示，在本实施例中，温度控制***6包括低温输出软管61、可控温汽化装置62、流量调节阀63和液氮罐64，液氮罐64通过低温钢管65与可控温汽化装置62一端连接，低温钢管65上设有流量调节阀63，可控温汽化装置62另一端与低温输出软管61一端连接，低温输出软管61另一端连接多个低温输出支管66，各低温输出支管66分别与设置于模型试验箱1侧壁上的多个温度输入口14连接，各低温输出支管66上均设有一个温度输出调节阀67。打开液氮罐63的阀门，液氮经低温钢管65流入可控温汽化装置62进行汽化，汽化后的低温氮气经低温输出软管61和低温输出支管66注入模型试验箱1内，通过流量调节阀63和温度输出调节阀67控制低温氮气注入流量和时间，从而对基坑或边坡模型的温度进行控制调节，使模型体温度达到设计试验温度，以模拟温度及其变化对基坑或边坡稳定性的影响。

如图1所示，在本实施例中，测试***7包括试验数据采集***71和图像采集***72，试验数据采集***71包括数据采集器和与数据采集器电联接的应力传感器、应变传感器、位移传感器、水位传感器及水压传感器，应力传感器、应变传感器、位移传感器、水位传感器和水压传感器均用于设置于基坑模型或边坡模型的土体内，图像采集***72包括高速摄像机721，高速摄像机721正对模型试验箱1的侧面以通过透明观察区对土体变形进行图像采集。在模拟试验过程中，通过应力传感器、应变传感器、位移传感器、水位传感器及水压传感器能够将试验过程中的土体中的应力、应变、位移、水位及水压进行监测，并通过数据采集器进行收集，高速摄像机721通过模型试验箱1上的透明观察区能够对土体变形进行图像采集，其中，可将模型试验箱1的侧面全部采用透明有机玻璃制作，从而便于进行观测和图像采集。

如图2所示，在本实施例中，降雨模拟***3还包括可移动支架38，喷淋管32固定在可移动支架38顶部，通过移动可移动支架38能够带动喷淋管32自由移动，从而能够对降雨过程更好地进行模拟。

如图2所示，在本实施例中，喷淋管32设置有多个，各喷淋管32相互平行，各喷淋管32上均等间距安装有多个雾化喷头33，使得喷水更加均匀，降雨模拟更加真实。

在本实施例中，水平激振器25和竖直激振器26均与控制器电联接，通过控制器能够对振动模拟进行自动控制，在控制器中进行程序设定，控制器可以按照一定的时间间隔依次启动竖直激振器26和水平激振器25，并在达到控制器内设定的振动时间后依次关闭竖直激振器26和水平激振器25，以模拟真实地震波对基坑或边坡的影响；控制器也可以单独控制和关闭竖直激振器26和水平激振器25，以单独模拟纵波或横波对基坑或边坡的影响，通过控制器进行振动模拟控制，控制更加方便。

采用本发明的研究基坑及边坡失稳破坏机制的多因素耦合试验***100进行模拟试验的步骤如下，具体试验步骤根据模拟试验工况相应选择进行：

步骤一：根据试验目的在模型试验箱1中构筑基坑或边坡模型：基于相似理论，确定试验时的几何相似比尺、相似材料(含坡体岩土介质及支护结构介质)、相应物理量之间的相似关系，按拟研究对象几何特征制作几何模型；

步骤二：布置数据采集***：根据需要在模型体中预埋微型土压计、孔隙水压力传感器，在支护结构上粘贴应变片或安装应力计，所有测试仪器连接相应的数据采集器，读取初始值，并打开图像采集***72；

步骤三：模拟加载：根据相似关系确定的荷载值，采用加压气囊53施加坡顶荷载；

步骤四：模拟地下水：通过第二增压泵41、潜水控制阀422、潜水流量计423、承压水控制阀432和承压水流量计433控制注入土体中的水量，模拟潜水时从端部潜水注入口11注水，模拟承压水时从模型试验箱1背侧底部水平注水孔12注水；

步骤五：模拟温度场：依次打开可控温汽化装置62、流量调节阀63，从液氮罐64中向模型体中输入低温气态氮，调节流量及时间使模型体温度达到试验值后关闭阀门；

步骤六：模拟降雨：移动可移动支架38至适当位置，启动降雨模拟***3，打开高压雾化水泵，调节降雨控制阀36以控制模拟降雨强度，并通过降雨流量计37进行流量计量，借助模型试验箱1侧面的透明面板，按照一定的时间记录雨水入渗坡体的深度，路径；

步骤七：模拟振动：通过控制器按照一定的时间间隔启动底板21上的竖直激振器26和基座24上的水平激振器25，由底板21上的竖直激振器26带动模型试验箱1沿着竖直轨道23上下运动，以模拟地震纵波对边坡的影响，由基座24上的水平激振器25推动模型试验箱1与底板21沿着水平轨道22来回运动，以模拟地震横波对边坡的影响；

步骤八：试验观察、试验数据采集：试验过程中，观察并描述记录坡体在试验过程中的变形、失衡破坏特征，在坡体出现滑坡现象时记录坡体失稳破坏发生的时间与滑移面的位置；试验数据采集***71自动采集土压力、孔隙水压力、应力应变、地下水位等数据，并在试验过程中，记录采集降雨强度及降雨历时，通过图像采集***72自动采集试验过程中模型体变形、位移乃至失稳破坏时的图像并保存；

步骤九：试验结束，关闭试验***：依次关闭加载***5、振动模拟***2、降雨模拟***3、地下水模拟***4，保存数据并关闭试验数据采集***71和图像采集***72。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种研究基坑及边坡失稳破坏机制的多因素耦合试验***，其特征在于：包括模型试验箱、振动模拟***、降雨模拟***、地下水模拟***、加载***、温度控制***和测试***；

所述模型试验箱的侧面和底面封闭，顶部开放，所述模型试验箱的侧面板上设有透明观察区，所述模型试验箱内用于设置基坑模型或边坡模型；

所述振动模拟***能够对所述模型试验箱施加垂直方向和/或水平方向的振动以模拟地震对基坑或边坡的影响；

所述降雨模拟***能够向所述模型试验箱内模拟降雨以模拟雨量及降雨历时对基坑或边坡的影响；

所述地下水模拟***能够向基坑模型或边坡模型内注入承压水和/或潜水以模拟承压水和潜水对基坑或边坡的影响；

所述加载***能够向基坑模型侧壁坡顶或边坡模型坡顶施加载荷以模拟载荷对基坑或边坡的影响；

所述温度控制***能够控制基坑模型或边坡模型的温度以模拟温度及温度变化对基坑或边坡的影响；

所述测试***能够对试验过程中土体内的应力、应变、位移、水位、水压、土体变形进行监测和收集。

2.根据权利要求1所述的研究基坑及边坡失稳破坏机制的多因素耦合试验***，其特征在于：所述振动模拟***包括底板、水平轨道、竖直轨道、基座、水平激振器、竖直激振器、第一滑轮和第二滑轮，所述底板设置于所述模型试验箱下方，所述模型试验箱两侧面上均安装有所述第一滑轮，所述底板两侧固定安装有与所述第一滑轮对应的所述竖直轨道，所述竖直激振器两端分别固定连接在所述底板上表面和所述模型试验箱底面，在所述竖直激振器的作用下，所述模型试验箱能够沿着所述竖直轨道竖向移动，所述底板下表面安装有所述第二滑轮，所述第二滑轮移动设置在所述水平轨道上，所述基座固定连接在所述水平轨道一端，所述水平激振器两端分别固定连接在所述基座和所述底板上，在所述水平激振器的作用下，所述模型试验箱能够沿着所述水平轨道水平移动。

3.根据权利要求1所述的研究基坑及边坡失稳破坏机制的多因素耦合试验***，其特征在于：所述降雨模拟***包括第一增压泵、喷淋管和雾化喷头，所述第一增压泵进水口通过进水管与水源连接，所述第一增压泵出水口通过出水管与所述喷淋管连接，所述出水管上安装有一个控制阀和一个流量计，所述喷淋管设置于所述模型试验箱上方，所述喷淋管上安装有多个所述雾化喷头，通过所述雾化喷头能够向所述模型试验箱内喷水以模拟降雨。

4.根据权利要求1所述的研究基坑及边坡失稳破坏机制的多因素耦合试验***，其特征在于：所述地下水模拟***包括第二增压泵、潜水控制***、承压水控制***和排水收集箱，所述潜水控制***包括多个潜水管，各所述潜水管上均安装有一个控制阀和一个流量计，各所述潜水管一端均与所述第二增压泵出水口连接，各所述潜水管另一端分别与设置于所述模型试验箱侧壁上不同高度的多个潜水注入口连接，所述承压水控制***包括承压水管，所述承压水管上安装有一个所述控制阀和一个所述流量计，所述承压水管一端与所述第二增压泵出水口连接，所述承压水管另一端与所述模型试验箱侧壁底部的水平注水孔连接，所述第二增压泵进水口通过管路与水源连接，所述排水收集箱通过管路与所述模型试验箱底部的排水孔连接。

5.根据权利要求1所述的研究基坑及边坡失稳破坏机制的多因素耦合试验***，其特征在于：所述加载***包括加载空压机、加载调压阀和加压气囊，所述加压气囊用于铺设于基坑模型或边坡模型的坡顶上，所述加载空压机通过加载气管与所述加压气囊连通，所述加载气管上设有所述加载调压阀。

6.根据权利要求1所述的研究基坑及边坡失稳破坏机制的多因素耦合试验***，其特征在于：所述温度控制***包括低温输出软管、可控温汽化装置、流量调节阀和液氮罐，所述液氮罐通过低温钢管与所述可控温汽化装置一端连接，所述低温钢管上设有所述流量调节阀，所述可控温汽化装置另一端与所述低温输出软管一端连接，所述低温输出软管另一端连接多个低温输出支管，各所述低温输出支管分别与设置于所述模型试验箱侧壁上的多个温度输入口连接，各所述低温输出支管上均设有一个温度输出调节阀。

7.根据权利要求1所述的研究基坑及边坡失稳破坏机制的多因素耦合试验***，其特征在于：所述测试***包括试验数据采集***和图像采集***，所述试验数据采集***包括数据采集器和与所述数据采集器电联接的应力传感器、应变传感器、位移传感器、水位传感器及水压传感器，所述应力传感器、所述应变传感器、所述位移传感器、所述水位传感器和所述水压传感器均用于设置于基坑模型或边坡模型的土体内，所述图像采集***包括高速摄像机，所述高速摄像机正对所述模型试验箱的侧面以通过所述透明观察区对土体变形进行图像采集。

8.根据权利要求3所述的研究基坑及边坡失稳破坏机制的多因素耦合试验***，其特征在于：所述降雨模拟***还包括可移动支架，所述喷淋管固定在所述可移动支架顶部，通过移动所述可移动支架能够带动所述喷淋管自由移动。

9.根据权利要求3所述的研究基坑及边坡失稳破坏机制的多因素耦合试验***，其特征在于：所述喷淋管设置有多个，各所述喷淋管相互平行，各所述喷淋管上均等间距安装有多个所述雾化喷头。

10.根据权利要求2所述的研究基坑及边坡失稳破坏机制的多因素耦合试验***，其特征在于：所述水平激振器和所述竖直激振器均与控制器电联接，通过所述控制器能够对振动模拟进行自动控制。

Images