一种模拟降雨及含水量对边坡稳定性影响的分析试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及岩土工程试验技术领域，具体是一种模拟降雨及含水量对边坡稳定性影响的分析试验装置。
【背景技术】
[0002]边坡失稳给人类的生命财产安全带来了重大的威胁和损失，是一种严重不良的地质灾害。据研究报道，降雨是导致边坡的主要原因之一，对降雨作用下岩土土边坡的变形、解体破坏机理和稳定性的研究具有十分重要的理论意义和实际工程价值，同时，它对多雨地区边坡的防治与处理具有重要的指导意义。目前主要采取理论分析和数值模拟方法对降雨诱发边坡的机理和过程进行研究，主要研究雨量，降雨强度，降雨历时以及降雨类型等与边坡稳定性之间的关系，运用二元回归法建立指数预测模型，发现边坡位移变化主要受连续累计降雨量的影响。
[0003]现有的边坡试验装置通常包括降雨控制系统、数据采集系统和多物理量量测系统，在试验过程中，由于降雨控制系统未对降雨量指标、喷射方式、降雨持续时间等做出规范，不同的装置的试验结果和分析结果存在不一致性，即便采用同一装置进行多次重复试验，最终的试验结果和分析结果也存在不一致，导致装置对实际边坡的稳定性的指导意义不大。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种模拟降雨及含水量对边坡稳定性影响的分析试验装置，具有精度高、操作简便、可重复性强的优点。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种模拟降雨及含水量对边坡稳定性影响的分析试验装置，由模拟边坡降雨系统、边坡试验平台系统及数据采集分析系统组成:所述模拟边坡降雨系统包括水箱、水泵、阀门、流量计、喷头和水管，所述水箱与水管构成回路，所述水管上安装有水泵、阀门、流量计和喷头，所述喷头均匀布置在边坡试验平台系统的顶部；所述边坡试验平台系统包括底板、倾斜台和摄像墙，所述倾斜台位于底板上面，所述底板下面布置有螺纹杆以及与螺纹杆相连的旋转轮，用于转动倾斜台到一定角度，所述摄像墙为边坡试验平台系统的一堵与倾斜台转动方向始终保持平行的侧墙；所述数据采集分析系统包括传感器、数据传输线、计算机、摄像头和传感器数据收集装置，所述传感器均匀布置在底板上面，所述摄像头布置在摄像墙上，所述传感器数据收集装置设置在底板一侧，所述传感器数据收集装置、流量计分别通过数据传输线与计算机连接。
[0006]作为本发明进一步的方案:所述底板一侧设置有刻度盘，用于读取倾斜台的旋转角度。
[0007]作为本发明进一步的方案:所述底板的四个角都布置有板角，用于调节底板的水平； 作为本发明进一步的方案:所述传感器的数量至少为3个。
[0008]作为本发明进一步的方案:所述传感器包括含水量传感器和水压力传感器。
[0009]作为本发明进一步的方案:所述含水量传感器采用的是TDC2201 土壤水分传感器。
[0010]作为本发明进一步的方案:所述水压力传感器采用的是CYSB-2型孔隙水压力传感器。
[0011]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
本发明严格按照边坡稳定相关的岩土工程规范，通过计算机控制降雨量孔隙水压力、计算机自动采集数据，成功模拟天然降雨及各种蓄水水位变化条件下的工程或自然边坡的稳定性研究，减少了人工操作，尽量还原真实的边坡现状(包括控制雨量、降雨强度、降雨历时以及降雨类型等试验条件)，增加实验数据的可靠性，且本装置搭配人工降雨装置并配有底部含水量传感器及水管的流量计，可精确获得不同时刻的降雨量，再配合高清摄像头录制的平台的边坡倒塌实验，便可得到降雨量对实验边坡的稳定性的影响，结合计算机收集的变化曲线，即可完成边坡破坏的单因素影响曲线。本发明可以大大减少室内边坡实验的误差，节省人力，并能直观在计算机上观察到模拟边坡的实际情况以及边坡坡度，含水量等数据波动。
[0012]本发明为边坡崩滑过程的一系列试验研究提供了一个精确平台，使试验具有可重复性，可模拟性；针对数值模拟，可以通过基于本发明基础上的相关试验，来补充试验结果，使试验具有补充性与验证性。
[0013]本发明具有精度高、操作简便、可重复性强的优点。
[0014]本发明通过模拟边坡降雨系统可以实现对边坡的含水量的调整，更接近实际情况，改善了以往实验直接对边坡洒水控制含水量，另外还可以通过边坡试验平台系统中底板的不同角度来控制边坡的倾斜度。
【附图说明】
[0015]图1是一种模拟降雨及含水量对边坡稳定性影响的分析试验装置的结构示意图； 图2是一种模拟降雨及含水量对边坡稳定性影响的分析试验装置的边坡试验平台系统示意图；
图3是一种模拟降雨及含水量对边坡稳定性影响的分析试验装置的边坡试验过程示意图；
图4是一种模拟降雨及含水量对边坡稳定性影响的分析试验装置的边坡破坏最终示意图；
图5是一种模拟降雨及含水量对边坡稳定性影响的分析试验装置的底板、顶部和摄像墙布置图；
图6是一种模拟降雨及含水量对边坡稳定性影响的分析试验装置的倾斜台及传感器布置图；
图7是一种模拟降雨及含水量对边坡稳定性影响的分析试验装置的模拟边坡降雨系统的水流及喷头布置图；
图中:Al-水箱、A2-水泵、A3-阀门、A4-流量计、A5-喷头、A6-水管、B1-底板、B2-倾斜台、B3-摄像墙、B4-螺纹杆、B5-旋转轮、B6-刻度盘、B7-板角、Cl-传感器、C2-数据线、C3-计算机、C4-摄像头、C5-传感器数据收集装置。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合本发明实施例及附图，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。
[0017]请参阅图1-图7，本发明实施例中，一种模拟降雨及含水量对边坡稳定性影响的分析试验装置，由模拟边坡降雨系统、边坡试验平台系统及数据采集分析系统组成:模拟边坡降雨系统包括水箱Al、水泵A2、阀门A3、流量计A4、喷头A5和水管A6，水箱Al与水管A6构成回路，水管A6上安装有水泵A2、阀门A3、流量计A4和喷头A5，水泵A2为模拟降雨提供动力，阀门A3用于开关及控制水管A6中水的流量，流量计A4用于检测水管A6中水的流量，喷头A5均匀布置在边坡试验平台系统的顶部；边坡试验平台系统包括底板B1、倾斜台B2和摄像墙B3，倾斜台B2位于底板BI上面，底板BI下面布置有螺纹杆B4以及与螺纹杆B4相连的旋转轮B5，旋转轮B5旋转时能使倾斜台B2转动到一定角度，底板BI —侧设置有刻度盘B6，倾斜台B2的旋转角度可由刻度盘B6读出，摄像墙B3为边坡试验平台系统的一堵与倾斜台B2转动方向始终保持平行的侧墙，底板BI的四个角都布置有板角B7，板角B7用于调节底板BI的水平；数据采集分析系统包括传感器Cl、数据传输线C2、计算机C3、摄像头C4和传感器数据收集装置C5，传感器Cl均匀布置在底板BI上面，摄像头C4布置在摄像墙B3上，传感器数据收集装置C5设置在底板BI —侧，传感器数据收集装置C5、流量计A4分别通过数据传输线C2与计算机C3连接，将收集到的数据发送到计算机C3进行分析。
[0018]本发明实施例中，传感器Cl包括含水量传感器和水压力传感器，含水量传感器采用的是TDC2201 土壤水分传感器，用于监测土体的体积含水率；水压力传感器采用的是CYSB-2型孔隙水压力传感器，用于监测边坡孔隙水压力，量程为-100-30kPa ;以上两种传感器在试验过程中均受空气湿度、温度等的影响较小，保证了数据的准确性和可靠性