一种用于滑坡模型试验的降雨模拟装置的制作方法

本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种用于滑坡模型试验的降雨模拟装置。

背景技术：

滑坡是指斜坡上的土体或者岩体，受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。

我国是地质灾害多发的国家，灾害类型多、分布范围广，其中尤以边坡滑动造成的灾害为巨。滑坡是地质灾害中的主要类型，全国290个县市地质灾害调查结果显示，滑坡在地质灾害中所占比例最大可达51％；其主要诱发原因是暴雨，暴雨诱发的滑坡占滑坡总数的90％。

在具备滑坡的地形、地质条件下，降水在很大程度上是山体滑坡发生的激发条件，碎屑流常发生于强降水或持续降水期间。通过研究降雨量、降雨强度和降雨历时等与滑坡变形特征之间的关系，进一步研究滑坡模型在降水条件下失稳机理可为防治降雨型滑坡提供理论依据。由于在野外滑坡很难具备现场模拟降雨试验的条件，因此，模拟滑坡降雨试验常在室内进行。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可在室内模拟野外滑坡降雨过程的试验装置。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的技术方案是，一种用于滑坡模型试验的降雨模拟装置，包括桁架结构、移位机构及降水模拟机构，所述移位机构安装于所述桁架结构上，所述降水模拟机构通过所述移位机构可移动地安装于所述桁架结构上；所述移位机构包括横移机构和纵移机构，所述降水模拟机构与所述纵移机构连接，所述纵移机构与所述横移机构连接；所述降水模拟机构包括通过旋转动力机构驱动的旋转底座；所述横移机构左右移动带动纵移机构左右移动，从而带动所述降水模拟机构左右移动，所述纵移机构前后移动带动所述降水模拟机构前后移动。

优选地，所述桁架结构包括竖直设置的竖直杆、左右方向设置的左右杆和前后方向设置的前后杆，所述左右杆和前后杆的两端均分别与所述竖直杆连接，两根左右杆以及两根前后杆构成长方形框架结构。

优选地，所述纵移机构包括平行于前后杆设置的纵移杆，纵移杆的底部设有前后方向设置的纵移丝杆副和纵移滑轨，所述纵移滑轨上通过滑块安装纵移滑座，纵移滑座连接纵移丝杆副的丝杆螺母，纵移丝杆副的丝杆一端通过联轴器连接纵移丝杆减速电机的输出轴。

优选地，所述横移机构包括安装在两左右杆底部之间的横移丝杆副和横移滑轨，所述横移滑轨上通过滑块安装横移滑座，所述横移滑座连接横移丝杆副的丝杆螺母，所述横移丝杆副的丝杆的一端通过联轴器连接所述纵移丝杆减速电机的输出轴。

优选地，所述降水模拟机构包括模拟机构底座、旋转底座、吊耳、旋转轴，所述模拟机构底座安装于所述纵移滑座底部，所述旋转底座安装于所述模拟机构底座，所述吊耳位于所述旋转底座的顶部，通过所述旋转轴与所述旋转底座转动连接。

优选地，所述旋转动力机构包括动力减速电机，所述动力减速电机的输出轴上安装主动齿轮，主动齿轮与所述旋转轴上的从动齿轮啮合。

优选地，所述模拟机构底座的底部设有与所述吊耳配合的槽口，所述吊耳位于该槽口内。

优选地，所述降水模拟机构包括通过管卡固定于所述旋转底座的底面的数个喷水管，所述喷水管的同一端连接一根集水管，集水管通过管道连接供水管。

优选地，所述旋转轴的轴向沿左右方向设置，喷水管左右方向设置。配合起来能够实现较优的调节效果。

优选地，所述喷水管底部设有数个喷嘴。

优选地，所述纵移机构设置有数个，数个纵移机构的纵移杆分别通过横移滑座连接横移滑轨。

优选地，所述动力旋转机构为动力气缸，动力气缸的活塞杆与吊耳的前侧或后侧铰接，动力气缸则通过旋转气缸座与模拟机构底座的底部铰接。

优选地，所述左右杆上安装风力机构，所述风力机构由一个或多个安装于所述左右杆上的风机组成。

与相关技术相比，本发明实施例采用的技术方案的有益效果是：提供地一种用于滑坡模型试验的降雨模拟装置，以桁架结构为主体支撑移位机构与降水模拟机构，所述移位机构包括横移机构与纵移机构，所述横移机构所述横移机构左右移动带动纵移机构移动，从而带动所述降水模拟机构左右移动，所述纵移机构前后移动带动所述降水模拟机构前后移动，由此配合完成降水模拟机构在整个平面内的各个点位的移动；从而能够实现降水模拟机构相对于滑坡模型来说整体的移动，可以移动到滑坡模型的各个方位以模拟滑坡模型不同方位的降雨；所述降水模拟机构通过旋转动力机构驱动旋转底座带动降水模拟机构旋转，实现不同角度的降雨；可适用于大型的滑坡模型的使用，自动化程度高。

附图说明

图1为本发明实施例一的降雨模拟装置结构示意图；

图2为本发明实施例一的降雨模拟装置中横移机构的结构示意图；

图3为本发明实施例一的降雨模拟装置中纵移机构的结构示意图；

图4为本发明实施例一的降雨模拟装置中降水模拟机构的结构示意图；

图5为本发明实施例一的降雨模拟装置中旋转底座的结构示意图；

图6为本发明实施例二具有多个纵移机构的降雨模拟装置的示意图；

图7为本发明实施例三降雨模拟装置中旋转动力机构为动力气缸的结构示意图；

图8为本发明实施例四具有风力机构的降雨模拟装置结构示意图。

其中：降水模拟机构1、模拟机构底座11、旋转底座12、吊耳13、旋转轴14、横移机构2、横移丝杆副21、横移滑轨22、横移滑座23、纵移机构3、纵移杆31、纵移丝杆副32、纵移滑轨33、纵移滑座34、竖直杆5、左右杆6、前后杆7、动力减速电机8、动力气缸15、风机16。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

请参考图1、2、3，本发明的实施例提供了一种用于滑坡模型试验的降雨模拟装置，包括桁架结构、移位机构及降水模拟机构1，所述移位机构安装于所述桁架结构上，所述降水模拟机构1通过所述移位机构可移动地安装于所述桁架结构上；所述移位机构包括横移机构2和纵移机构3，所述降水模拟机构1与所述纵移机构3连接，所述纵移机构3与所述横移机构2连接；所述降水模拟机构1包括通过旋转动力机构驱动的旋转底座12，所述旋转动力机构为旋转底座12转动提供动力，所述降水模拟机构1随之转动，实现不同角度地模拟降雨；所述横移机构2左右移动带动所述纵移机构3移动，从而带动所述降水模拟机构1左右移动，所述纵移机构3前后移动带动所述降水模拟机构1前后移动，实现降水模拟机构1在平面内的任意位置的降雨。

进一步地，所述桁架结构包括竖直设置的竖直杆5、左右方向设置的左右杆6和前后方向设置的前后杆7，所述左右杆6和前后杆7的两端均分别与所述竖直杆5连接，两根左右杆6以及两根前后杆7构成长方形框架结构。为所述移位机构与所述降水模拟机构1提供支撑力。

进一步地，所述纵移机构3包括平行于前后杆设置的纵移杆31，所述纵移杆31的底部设有前后方向设置的纵移丝杆副32和纵移滑轨33，所述纵移滑轨33上通过滑块安装纵移滑座34，所述纵移滑座34连接纵移丝杆副32的丝杆螺母，所述纵移丝杆副32的丝杆一端通过联轴器连接纵移丝杆减速电机的输出轴。

进一步地，所述横移机构2包括安装在两左右杆6底部之间的横移丝杆副21和横移滑轨22，所述横移滑轨22上通过滑块安装横移滑座23，所述横移滑座23连接横移丝杆副21的丝杆螺母，所述横移丝杆副21的丝杆的一端通过联轴器连接所述纵移丝杆减速电机的输出轴。横移机构2的移动带动所述纵移机构3同步移动，从而带动降水模拟机构1移动。

具体地，所述横移丝杆副21的丝杆转动带动横移滑座23在所述横移滑轨22上滑动，从而带动横移滑座23上的纵移机构3的基体的纵移杆31随之同步移动；所述纵移丝杆副32的丝杆转动带动降水模拟机构1在纵移滑轨33上的滑动，通过横移机构2以及纵移机构3的协同完成降水模拟机构1在平面内的移动。

进一步地，参照附图4、5，所述降水模拟机构1还包括模拟机构底座11、吊耳13、旋转轴14，所述模拟机构底座11安装于所述纵移滑座34的底部，所述旋转底座12安装于所述模拟机构底座11上，所述吊耳13位于所述旋转底座12的顶部，通过所述旋转轴14与所述旋转底座12转动连接。

进一步地，所述旋转动力机构包括动力减速电机8，所述动力减速电机8的输出轴上安装主动齿轮，主动齿轮与所述旋转轴14上的从动齿轮啮合。动力减速电机8为降水模拟机构1的旋转提供动力。

进一步地，所述模拟机构底座11的底部设有与所述吊耳13配合的槽口，所述吊耳13位于该槽口内。

进一步地，所述降水模拟机构1包括通过管卡固定于所述旋转底座12的底面的数个喷水管，所述喷水管的同一端连接一根集水管，集水管通过管道连接供水管。

进一步地，所述旋转轴14的轴向沿左右方向设置，喷水管左右方向设置。可实现较优的调节效果。

进一步地，所述喷水管底部设有数个喷嘴，可通过控制喷嘴喷水的个数实现不同密度的降水。

实施例二

请参考图6，本发明的实施例提供了一种用于滑坡模型试验的降雨模拟装置，所述纵移机构3设置有多个，多个所述纵移机构相互独立但是又集合于同一个横移机构2，多个所述纵移机构3的纵移杆31分别通过横移滑座23连接横移滑轨22，通过增加纵移机构3能够增加所能设置的降水模拟机构1的数量，大幅提高模拟降水所能覆盖的面积。其余同实施例一。

实施例三

请参考图7，本发明的实施例提供了一种用于滑坡模型试验的降雨模拟装置，旋转动力机构包括动力气缸15，所述动力气缸的活塞杆与吊耳13的前侧或后侧铰接，动力气缸15则通过旋转气缸座与模拟机构底座11的底部铰接，提高旋转时的稳定性。其余同实施例一。

实施例四

请参考图8，本发明的实施例提供了一种用于滑坡模型试验的降雨模拟装置，左右杆6上安装不影响所述横移机构2运行的风力机构，风力机构由多个安装于所述左右杆6上的风机16组成，风机16通过支架吊装在左右杆6上，且风机16上设计风向调节机构能够模仿不同风向的自然风。为了提高更为真实的降水模拟，增加风力因素。

进一步的，所述风机16是轴流风机或离心风机。其余同实施例一。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。