多功能滑坡室内试验模型箱的制作方法
【专利摘要】本实用新型多功能滑坡室内试验模型箱，包括位于金属外框架内的钢化玻璃模型箱、降雨模拟系统、地下水渗流模拟系统、水库模拟系统、带进水总阀门的进水总管，带渗流孔的钢化玻璃渗流板将钢化玻璃模型箱分隔成土体室和地下水渗流室，降雨模拟系统中有装在钢化玻璃模型箱顶部的装有降雨喷头的降雨盖板、向各降雨喷头供水的管总管连接的降雨供水管，地下水渗流模拟系统中有一端与进水总管连接而另一端伸入地下水渗流室内的可伸缩软管、装于可伸缩软管另一端上的浮球阀，水库模拟系统中有一端伸入土体室内的库水供水管、一端伸入土体室内的排水管。本实用新型能操作方便，功能齐全，适于降雨、库水和地下水诱发边坡变形及滑坡过程试验，解决现有模型箱功能单一，无法有效模拟多因素条件下滑坡的问题。
【专利说明】
多功能滑坡室内试验模型箱
[0001 ] 技术领域:
[0002]本实用新型属于地质灾害领域，特别涉及的是一种与降雨、地下水和库水渗流相关的滑坡模型实验，可模拟不同土一水耦合作用下的滑坡实验的多功能滑坡室内试验模型箱。
[0003]【背景技术】:
[0004]滑坡是一种严重的地质灾害，常常给工农业生产以及人民生活造成巨大损失，有的甚至是毁灭性的灾难。据统计99%的滑坡都与水的作用有关，而“无水不滑”、“十滑九水”更是形象的描述了水对滑坡的重大影响。因水的作用而导致的滑坡，可分为大气降水、地表水和地下水作用三种情况。降雨是诱发滑坡的主要因素之一，特别是强降雨，极易诱发大体积滑坡;水库对库岸边坡长期浸泡作用，软化坡脚，降低岩土体抗剪强度，从而诱发滑坡;地下水在滑坡形成的过程中是不可缺少的基本条件，起着软化坡体结构面作用，往往是起主导作用的触发因素，也是边坡失稳启动后加速滑动的润滑剂。滑坡室内模型试验是揭示滑坡机理和规律的重要工具，可直观的观察到边坡的变形破坏过程，为滑坡的研究提供第一手资料。
[0005]目前，国内外滑坡模型箱功能比较单一，且大多数只能针对降雨滑坡进行模拟，无法对地下水渗流进行模拟。
[0006]【实用新型内容】:
[0007]本实用新型的目的是为了提供一种操作方便，功能齐全，适于降雨、库水和地下水诱发边坡变形及滑坡过程试验，解决现有模型箱功能单一，无法有效模拟多因素条件下滑坡的问题的多功能滑坡室内试验模型箱。
[0008]本实用新型的目的是这样来实现的:
[0009]本实用新型多功能滑坡室内试验模型箱，包括金属外框架、位于金属外框架内的钢化玻璃模型箱、降雨模拟系统、地下水渗流模拟系统、水库模拟系统、带进水总阀门的进水总管，带渗流孔的钢化玻璃渗流板置于钢化玻璃模型箱中将钢化玻璃模型箱分隔成土体室和地下水渗流室，降雨模拟系统中有装在钢化玻璃模型箱顶部的装有伸入钢化玻璃模型箱中的降雨喷头的降雨盖板、向各降雨喷头供水的带降雨阀门的降雨供水管，降雨供水管与进水总管连接，地下水渗流模拟系统中有一端与进水总管连接而另一端伸入地下水渗流室内的带渗流阀门的可伸缩软管、装于可伸缩软管另一端上的浮球阀，水库模拟系统中有一端伸入土体室内的带库水供水阀门的库水供水管、一端伸入土体室内的带排水阀门的排水管，进水总阀门控制是否对整个降雨和地下水渗流模拟系统供水，降雨模拟系统可控制降雨强度、降雨持时、降雨类型等，地下水渗流模拟系统可模拟地下水上升对边坡的影响。渗流阀门可控制是否向渗流系统供水;浮球阀可以控制渗流室内水的供给，当水面低于浮球阀底端时自动供水，当水面达到浮球阀底端时自动停止供水;浮球阀活动杆的作用在于可使浮球阀在浮球阀活动杆上固定且能在垂向上移动，通过改变浮球阀的位置控制渗流室内水位的尚低。
[0010]上述的降雨盖板通过连接件连接在钢化玻璃模型箱顶部，可拆卸。
[0011]上述的进水总管上装有压力调节器，通过传输线与压力调节器连接的降雨控制器，通过对降雨控制器进行设置，便能控制智能压力调节器，从而调节进入喷洒装置的水量，压力大小和间歇时长。控制降雨强度、降雨持时和降雨类型。可确保模拟降雨过程中雨水的高均匀度和降雨范围在实验要求范围内。
[0012]上述的地下水渗流室内装有垂直于地下水渗流室底部的浮球阀活动杆，浮球阀套装在浮球阀活动杆上。
[0013]上述的排水管伸入钢化玻璃模型箱内的一端装有防堵塞滤网，防堵塞滤网可防止土颗粒进入管道确保排水装置表能正常使用。
[0014]上述的钢化玻璃模型箱上有坐标网格刻度，可准确观测边坡变形破坏过程，记录变形量的大小及滑面位置。
[0015]本实用新型操作方便，功能齐全，适于降雨、库水和地下水诱发边坡变形及滑坡过程试验，解决现有模型箱功能单一，无法有效模拟多因素条件下滑坡的问题。
[0016]本实用新型模型箱若与体积含水率传感器、基质吸力传感器及采集仪配套使用，便可对受降雨、地下水以及水库库水作用下的滑坡进行室内模型监测研究。
[0017]【附图说明】:
[0018]图1为本实用新型的主视图。
[0019]图2为图1的A—A剖视图。
[0020]图3为图1的俯视图。
[0021 ]图4为本实用新型模型箱进行浅表层堆积体降雨滑坡实验示意图。
[0022]图5为本实用新型模型箱进行降雨-地下水耦合滑坡实验示意图。
[0023]图6为本实用新型模型箱进行地下水上升引发滑坡实验示意图。
[0024]图7为本实用新型模型箱进行库水-地下水耦合滑坡实验示意图。
[0025]【具体实施方式】:
[0026]参见图1?图3，本实施例多功能滑坡室内试验模型箱，包括金属外框架4、位于金属外框架内的钢化玻璃模型箱27、降雨模拟系统、地下水渗流模拟系统、水库模拟系统、带进水总阀门11的进水总管10进水总管通过固定夹15固定在金属外框架上。进水总管上装有压力调节器13，通过传输线与压力调节器连接的外购的型号为ZK—3的降雨控制器26。带渗流孔的钢化玻璃渗流板3置于钢化玻璃模型箱中将钢化玻璃模型箱分隔成土体室I和地下水渗流室2。降雨模拟系统中有通过螺栓22装在钢化玻璃模型箱顶部的装有伸入钢化玻璃模型箱中的降雨喷头21的降雨盖板6、向各降雨喷头供水的带降雨阀门12的降雨供水管25。降雨供水管与进水总管连接。地下水渗流模拟系统中有一端与进水总管连接而另一端伸入地下水渗流室内的带渗流阀门14的可伸缩软管9、装于可伸缩软管另一端上的浮球阀7。浮球阀活动杆8垂直装在地下水渗流室内金属底板5上。浮球阀通过套管套装在浮球阀活动杆上。水库模拟系统中有一端伸入土体室内带库水供水阀门17的库水供水管16、一端伸入土体室内的带排水阀门19的排水管18。排水管伸入钢化玻璃模型箱内的一端装有防堵塞滤网20。地下水钢化玻璃模型箱上有坐标网格刻度23。渗流模拟系统可模拟地下水上升对边坡的影响。渗流阀门可控制是否向渗流系统供水;浮球阀可以控制渗流室内水的供给，当水面低于浮球阀底端时自动供水，当水面达到浮球阀底端时自动停止供水;浮球阀活动杆的作用在于可使浮球阀在杆上固定且能在垂向上移动，通过改变浮球阀的位置控制渗流室内水位的尚低。
[0027]参见图4，运用本实施例多功能滑坡室内试验模型箱进行浅表层堆积体降雨滑坡实验。首先将降雨顶盖卸下，在土体室中，进行基岩和浅表层堆积体填筑，构建边坡模型。盖上顶盖。打开进水总阀门、降雨阀门以及排水阀门。对降雨控制器进行设置，选定降雨强度，降雨持时和降雨类型并开始实施降雨。降雨过程中可以透过钢化玻璃模型箱侧壁对边坡形态变化进行观测和记录。
[0028]参见图5，运用本实施例多功能滑坡室内试验模型箱进行降雨一地下水耦合滑坡实验:首先将降雨顶盖卸下，在土体室中，进行边坡填筑，构建边坡模型。根据实验对地下水位置要求，将浮球阀固定在相应上网高度位置。盖上顶盖。打开进水总阀门、渗流阀门以及排水阀门。地下水渗流室内水位开始上升，直至水位线到达浮球阀位置处，浮球阀自动关闭，水位停止上升。与此同时地下水渗入边坡体内。待坡体前缘有水渗出，坡体内潜水面稳定时，打开降雨阀门，对降雨控制器进行设置，选定降雨强度，降雨持时和降雨类型并开始实施降雨。降雨过程中可以透过钢化玻璃侧壁对边坡形态和潜水面变化进行观测和记录。
[0029]参见图6，运用本实施例多功能滑坡室内实验模型箱进行地下水上升引发滑坡实验:首先将降雨顶盖卸下，在土体室中，进行边坡填筑，构建边坡模型。根据实验对地下水位置初始要求，将浮球阀固定在相应上网高度位置。盖上顶盖。打开进水总阀门、渗流阀门以及排水阀门。地下水渗流室内水位开始上升，直至水位线到达浮球阀位置处，浮球阀自动关闭，水位停止上升。与此同时地下水渗入边坡体内。待坡体前缘有水渗出，坡体内潜水面稳定时。打开模型箱顶盖，根据实验所需地下水上升高度，将浮球阀位置提升至相应高度。盖上顶板。渗流过程中可以透过钢化玻璃侧壁对边坡形态和潜水面变化进行观测和记录。
[0030]参见图7，运用本实施例多功能滑坡室内试验模型箱进行库水一地下水耦合滑坡实验坡实验:首先将降雨顶盖卸下，在土体室中，进行边坡填筑，构建边坡模型。根据实验对地下水位置初始要求，将浮球阀固定在相应上网高度位置。盖上顶盖。打开进水总阀门、渗流阀门以及排水阀门。地下水渗流室内水位开始上升，直至水位线到达浮球阀位置处，浮球阀自动关闭，水位停止上升。与此同时地下水渗入边坡体内。待坡体前缘有水渗出，坡体内潜水面稳定时。打开库水供水管阀门，水库水位开始上升，待到达实验所需位置时，调节库水供水管阀门，使得总进水量和排水量维持平衡。库水位上升后，可以透过钢化玻璃侧壁对边坡形态和潜水面变化进行观测和记录。
【主权项】
1.多功能滑坡室内试验模型箱，其特征在于包括金属外框架、位于金属外框架内的钢化玻璃模型箱、降雨模拟系统、地下水渗流模拟系统、水库模拟系统、带进水总阀门的进水总管，带渗流孔的钢化玻璃渗流板置于钢化玻璃模型箱中将钢化玻璃模型箱分隔成土体室和地下水渗流室，降雨模拟系统中有装在钢化玻璃模型箱顶部的装有伸入钢化玻璃模型箱中的降雨喷头的降雨盖板、向各降雨喷头供水的带降雨阀门的降雨供水管，降雨供水管与进水总管连接，地下水渗流模拟系统中有一端与进水总管连接而另一端伸入地下水渗流室内的带渗流阀门的可伸缩软管、装于可伸缩软管另一端上的浮球阀，水库模拟系统中有一端伸入土体室内的带库水供水阀门的库水供水管、一端伸入土体室内的带排水阀门的排水管。2.如权利要求1所述的多功能滑坡室内试验模型箱，其特征在于降雨盖板通过连接件连接在钢化玻璃模型箱顶部。3.如权利要求1或2所述的多功能滑坡室内试验模型箱，其特征在于进水总管上装有压力调节器、通过传输线与压力调节器连接的降雨控制器。4.如权利要求1或2所述的多功能滑坡室内试验模型箱，其特征在于地下水渗流室内装有垂直于地下水渗流室底部的浮球阀活动杆，浮球阀套装在浮球阀活动杆上。5.如权利要求1或2所述的多功能滑坡室内试验模型箱，其特征在于排水管伸入钢化玻璃模型箱内的一端装有防堵塞滤网。6.如权利要求1或2所述的多功能滑坡室内试验模型箱，其特征在于钢化玻璃模型箱上有坐格网格刻度。
【文档编号】G01N33/24GK205643343SQ201620509705
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】周杨, 李部, 吴华登, 白兰英, 杨丽萍, 吴礼舟
【申请人】成都理工大学