CN213068655U - 一种潜蚀环境下黄土滑坡形成机制物理模型试验装置 - Google Patents
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Abstract
一种潜蚀环境下黄土滑坡形成机制物理模型试验装置，由供水***、试验***、收集***和高清实时摄像***组成；供水***包括供水桶和流量计，供水桶和流量计由供水管相连；试验***包括模型箱，模型箱中填埋边坡模型，边坡模型中埋设与供水桶连通的多孔乳胶管，边坡模型根据情况埋设传感器，通过传感器监测试验过程中坡体内应力场和渗流场的变化；收集***收集实验***的积水，高清实时摄像***包括顶部摄像机、左右侧摄像机和前部摄像机，可以实时记录试验过程中边坡模型的变化情况；本实用新型考虑了潜蚀对土质边坡稳定性的影响，尤其适用于潜蚀环境下黄土滑坡形成机制试验研究，操作简单，耐用可靠，经济环保，可循环多次使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及地质灾害试验技术领域，特别涉及一种潜蚀环境下黄土滑坡形成机制物理模型试验装置。
背景技术
以往进行黄土滑坡物理模型试验时，主要考虑的影响因素有：降雨、人工开挖坡脚、坡顶堆载、河流侧蚀、泥流侧蚀及地震诱发等，上述这些物理模型试验从不同角度对黄土滑坡的形成进行了模拟。但是，均存在一个缺点，就是没有考虑坡体内部的潜蚀作用。在黄土滑坡研究中有一句话叫做“无水不滑”，意思就是黄土滑坡的发生一定是和水有联系的。但是，目前的研究对降雨和地表径流的关注较多，而忽视了坡体内部地下水的潜蚀作用。黄土体中大孔隙分布广泛，节理裂隙遍布，尤其是在黄土塬边还发育大量的落水洞、黄土陷穴等，这些优势通道为黄土坡体中潜蚀的发展提供了良好的渗流路径；而黄土塬边也是黄土滑坡的高发地带，因此，黄土滑坡与坡体内部的潜蚀作用密切相关。黄土结构松散，遇水易崩解、湿陷、软化以致液化流动，坡体中地下水的潜蚀作用常导致坡体内部形成洞穴，降低坡体稳定性；洞穴在扩展过程中的堵塞作用，抬高坡体内部地下水位，又造成土体的软化，以致坡体开裂，发生崩滑灾害。
时代在发展，科技在进步，地质灾害试验技术也因此有了很大改观。当下黄土滑坡物理模型试验方法有很多种，考虑的影响因素相对比较全面，但是目前还没有一种是便于操作，考虑到地下水的潜蚀作用，同时可以监测坡体的应力场、渗流场变化的物理模型试验装置。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种潜蚀环境下黄土滑坡形成机制物理模型试验装置，该装置利用多孔乳胶管直接向坡体内部送水的方法，提供了一种考虑坡体内部潜蚀作用的试验装置，可以通过改变乳胶管在坡体内部的分布状态，模拟坡体中不同的潜蚀路径，可以通过控制水流开关来控制渗透水流流量的大小，同时在模型中可以埋设大量的传感器，土压力传感器可以用来监测潜蚀过程中，坡体的应力场变化规律，孔隙水压力传感器则可以用来对潜蚀环境下坡体的渗流场进行监测；在模型土体的表面可以设置标志点、标志线对坡体表面的变形破坏进行记录，另外，还在试验装置的两侧、前部及顶部配备有实时高清录像设备，可以完整记录试验过程中，坡体的变形破坏情况。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种潜蚀环境下黄土滑坡形成机制物理模型试验装置，由供水***、试验***、收集***和高清实时摄像***组成；
所述的供水***包括供水桶1，供水桶1通过供水管2和流量计3相连接，供水管2上设置开关19；
所述的试验***包括模型箱4，模型箱4中填埋边坡模型7，边坡模型7内埋设多孔乳胶管5，多孔乳胶管5接供水***中的供水管2，乳胶管5上按照试验土样粒径设置有不同规格的孔洞6；在边坡模型7的底部安装一层孔隙水压力传感器18，在边坡模型7的中部和上部埋设土压力传感器17，孔隙水压力传感器18和土压力传感器17的数据由数据采集仪16采集处理；
所述的收集***包括与试验***中的模型箱4出口连接的集水槽8，集水槽8出口通入沉淀池9，沉淀池9的出口10流入积水池12中；
所述的高清实时摄像***包括设置在试验***上方和周边的顶部摄像机13、左右侧摄像机14和前部摄像机15。
本实用新型的优点：考虑坡体内部地下水的潜蚀作用，弥补了以往模型试验只考虑降雨和地表水的缺陷，可以监测坡体内部潜蚀过程中坡体的应力场和渗流场的变化规律，可以实时记录滑坡发生的各阶段情况。本模型试验装置操作便利，耐用可靠，尤其适用于黄土坡体潜蚀引发滑坡的物理模拟。试验设置了沉淀和积水池，在充分收集试验检测样品的基础上，试验用水可以重复利用，节约水资源。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的结构俯视示意图。
图3为本实用新型的结构右视示意图。
图4为本实用新型的多孔乳胶管5的结构示意图。
具体实施方式
下面对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
参照图1、图2和图3，一种潜蚀环境下黄土滑坡形成机制物理模型试验装置，主要由供水***、试验***、收集***和高清实时摄像***组成；
所述的供水***包括供水桶1，供水桶1通过供水管2和流量计3相连接，在供水管2上设置开关19以控制流量大小；
所述的试验***包括模型箱4，模型箱4中根据试验要求填埋一定含水率和密实度、一定坡高、坡度的边坡模型7，边坡模型7内埋设多孔乳胶管5，多孔乳胶管5接供水***中的供水管2，参照图4，乳胶管5上按照试验土样粒径设置不同规格的孔洞6；在边坡模型7的底部安装一层孔隙水压力传感器18，在边坡模型7的中部和上部根据情况埋设土压力传感器17，孔隙水压力传感器18和土压力传感器17的数据由数据采集仪16采集处理；
所述的收集***包括与试验***中模型箱4出口连接的集水槽8，集水槽8出口通入沉淀池9，沉淀池9的液体出口10流入积水池12中，积水池12用来收集边坡模型7中流出的水溶液11；
所述的高清实时摄像***包括设置在试验***上方和周边的顶部摄像机13、左右侧摄像机14和前部摄像机15。
本实用新型的工作原理为：
使用时，按照从下至上，从左到右的顺序安装模型装置。在没有堆填边坡模型7的情况下，重点检查供水管2是否漏水、流量计3是否正常工作。待准备工作完成后，关紧开关19，在模型箱4中按照试验要求堆填一定规格的边坡模型7，在堆填边坡模型7的过程中，按照试验要求布置好多孔乳胶管5，在乳胶管5周围分别埋设土压力传感器17和孔隙水压力传感器18，连接好传感器的数据采集设备，调试备用，然后给供水桶1中补给足量的试验用水，将沉淀池9和积水池12放置到合适位置，一切就绪之后，打开开关19，将水流流量调节到试验要求流量，然后通入多孔乳胶管5中，坡体内部土体在水流的潜蚀作用下发生迁移，形成洞穴，最终坡体开裂发生滑坡。高清实时摄像中的几台摄像机拍摄下全过程，可以实时记录滑坡发生的各阶段情况。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种潜蚀环境下黄土滑坡形成机制物理模型试验装置，其特征在于，由供水***、试验***、收集***和高清实时摄像***组成；
所述的供水***包括供水桶(1)，供水桶(1)通过供水管(2)和流量计(3)相连接，供水管(2)上设置开关(19)；
所述的试验***包括模型箱(4)，模型箱(4)中填埋边坡模型(7)，边坡模型(7)内埋设多孔乳胶管(5)，多孔乳胶管(5)接供水***中的供水管(2)，乳胶管(5)上按照试验土样粒径设置有不同规格的孔洞(6)；在边坡模型(7)的底部安装一层孔隙水压力传感器(18)，在边坡模型(7)的中部和上部根据情况埋设土压力传感器(17)，孔隙水压力传感器(18)和土压力传感器(17)的数据由数据采集仪(16)采集处理；
所述的收集***包括与试验***中的模型箱(4)出口连接的集水槽(8)，集水槽(8)出口通入沉淀池(9)，沉淀池(9)的出口(10)流入积水池(12)中；
所述的高清实时摄像***包括设置在试验***上方和周边的顶部摄像机(13)、左右侧摄像机(14)和前部摄像机(15)。
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