1.本发明涉及一种可模拟实现库区水位升降及降雨两种自然现象对库岸堆积体的影响的试验装置及试验方法，具体地说，涉及一种利用高离心力模拟实现库区水位升降和降雨两种自然现象对库岸堆积体滑坡影响的离心模型试验装置及试验方法。本发明属于水利试验
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：：2.随着我国高坝大库水利水电工程大规模建设和相继运行，库岸边坡在库水位升降及降雨共同作用下极易发生失稳破坏，已成为影响大坝运行安全和库区生态环境安全的重大隐患。国内外由库岸滑坡引发的重大生命财产损失事件时常见诸报道。例如意大利vaiont水库滑坡、三峡库区千将坪滑坡、拓溪水库塘岩光滑坡等。因此，深入研究库岸边坡在降雨及库水位变化作用下的失稳机制对于边坡的滑坡预测预报及防灾减灾具有重要的理论意义和工程实用价值。3.针对库水位变动及降雨作用下库岸边坡失稳研究，目前常用方法为室内物理模型试验，包括有室内常规物理模型试验和离心物理模型试验。受室内试验场地的限制，常规物理模型试验通常只用于进行小比尺模型试验。相比较而言，离心模型试验由于可以通过提高离心加速度来获得现场不同尺寸原型模型的应力状态，使得物理模型和原型的变形破坏过程相似，破坏机制相同，目前被广泛应用于现场大尺度物理模型试验。4.由于我国西南地区属于高山峡谷地貌，库岸边坡高度普遍超过了几百米，因此，为了真实反映大型堆积体边坡滑坡失稳过程，需要借助高速离心机的高离心加速度来实现，通常在模拟试验时，高速离心机的离心加速度达到70g～100g，对离心模型试验装置和设备提出了高要求。5.目前，在库水位变动相关研究用的离心模型试验装置中，主要采用电磁阀控制水流的进出模拟库水位的升降；在降雨相关研究用的离心模型试验装置中，用增压泵加压水形成降雨。由于这些离心模型试验装置中用到的电磁阀和增压泵其设计的工作环境重量加速度为低g值(通常为几个g)，随着离心机的离心加速度g值的升高，当离心机加速度达到几十g甚至上百g时，为使电磁阀和增压泵能正常工作，需要设计专门的大功率装置抵消重力的增加，否则这些电磁阀、增压泵将无法正常工作。然而，设计专门的大功率装置抵消重力的增加，使其能正常工作，耗资不菲，试验成本太高。6.此外，目前，本领域技术人员多数只考虑库水位变动或者降雨单一因素作用对库岸堆积体滑坡失稳的影响，而对两者共同作用下的研究极为罕见，特别是，对于库水位变动和降雨两个因素对库岸堆积体滑坡失稳的影响谁主谁次研究的更少。技术实现要素：7.为了解决高g值离心模型试验装置中有些器件无法正常工作的问题，本发明的目的是提供一种利用高离心力实现库水位升降联合降雨的离心模型试验装置及试验方法。该离心模型试验装置可同时模拟库水位的升降和降雨两种自然现象，并且，利用高速旋转的离心机产生的巨大离心力，作为开启和关闭供水箱和排水箱以及加压水流模拟降雨的动力，并且g值越高，产生的动力越大，克服了现有离心模型试验装置的不足。8.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种实现库水位升降联合降雨的离心模型试验装置，它包括模拟库区水位升降的库水位升降单元和模拟库区降雨的降雨单元；9.所述库水位升降单元包括离心模型试验箱，安装在所述离心模型试验箱内的供水箱、土质岸坡、底层排水箱、中层排水箱和开关控制器；10.所述库水位升降单元固定在离心机转臂末端吊篮内；所述中层排水箱固定在所述离心模型试验箱内一侧的底部，所述供水箱固定在所述中层排水箱上面；所述供水箱的底部设有出水管，该出水管上安装有机械式出水阀，该出水阀的活动手柄在y轴平面内自由旋转，与离心力方向一致；在所述中层排水箱的顶部设有进水管，在该进水管上安装有机械式进水阀，该进水阀的活动手柄在y轴平面内自由旋转，与离心力方向一致；11.所述底层排水箱固定在所述离心模型试验箱内的另一侧，所述底层排水箱为直角梯形，在所述底层排水箱的上面填筑有所述土质岸坡；所述底层排水箱最低处设有进水口，在进水口处设置有尖嘴塞；在所述底层排水箱的最低点设有水压传感器；在所述底层排水箱与所述土质岸坡接触面处设有土压传感器；12.所述开关控制器安装在所述离心模型试验箱的顶部，它包括一块长条状实心钢板，在所述实心钢板的底面间隔地固定有三块电磁铁，在所述每块电磁铁的下方悬挂有一块铁块，在所述每块铁块的背面连接有一根钢丝绳，所述三根钢丝绳分别与所述出水阀的活动手柄、所述进水阀的活动手柄和所述尖嘴塞相连；通过所述电磁铁及离心机的离心力操控所述出水阀、进水阀和尖嘴塞的开关；13.所述降雨单元包括降雨器、储水箱和电磁阀，所述降雨器通过软管与所述储水箱相连，所述降雨器固定在所述离心模型试验箱的顶部、所述土质岸坡的上方，所述电磁阀安装在所述储水箱出水口供水管路中，所述储水箱固定在离心机中轴平台上，所述软管沿高速离心机转臂布置，其长度长于离心机转臂的长度。14.在本发明较佳实施例中，所述开关控制器还包括两个铜钩和一个定滑轮；在其中两块所述铁块的底面分别固定有一所述铜钩，每个铜钩上连接有一根钢丝绳，两根钢丝绳的另一端分别与所述出水阀的活动手柄和所述进水阀的活动手柄相连；15.在第三块所述铁块的旁边固定有一所述定滑轮，该定滑轮上缠绕有一根钢丝绳，钢丝绳的一端与所述第三块铁块相连，另一端与所述底层排水箱的尖嘴塞相连。16.优选地，位于被操控的所述出水阀和进水阀上方的所述铁块通过钢丝绳悬挂在所述电磁铁的下方，该钢丝绳的一端与所述实心钢板相连，另一端与所述铁块相连，该钢丝绳的长度应保证当所述铁块与所述电磁铁分离后，所述铁块自由下落时不能砸到所述底层排水箱；17.与所述供水箱出水阀活动手柄和中层排水箱进水阀活动手柄相连的钢丝绳，其长度应等于所述电磁铁与所述铁块相吸后，所述铁块底面铜钩与被操控所述出水阀/进水阀活动手柄之间的距离；18.与所述底层排水箱尖嘴塞相连的钢丝绳，其长度应保证当所述铁块与所述电磁铁相吸时所述尖嘴塞不被发起，当所述铁块与所述电磁铁分离所述尖嘴塞被拔起时，所述铁块自由下落时不能砸到所述底层排水箱。19.在本发明较佳实施例中，与所述底层排水箱对应的铁块自由下落时应能将所述尖嘴塞拔起，其质量m1为：20.tmax＞m1a＞m2a+f(a,m2)(1)21.式中，tmax为钢丝绳的极限拉力，m1为铁块的质量，a为离心机离心加速度，m2为尖嘴塞的质量，f为尖嘴塞与底层排水箱孔壁之间的摩擦力，f＝um2a，u为摩擦系数。22.在本发明较佳实施例中，所述降雨器的降雨强度p为：[0023][0024]式中，p为降雨强度,ρ为水的密度，为软管内水流平均离心加速度，取0.5a，l为软管长度，c为阀门调节系数，小于1，m3为单位时间内储水箱流出水的质量，s2为降雨器出水口面积，s3为土质岸坡表面积。[0025]在本发明较佳实施例中，所述供水箱、中层排水箱和底层排水箱的出水口和进水口的孔径d为：[0026][0027]式中，w为水箱内水的体积,v为库水位上升/下降速率，uc为管口流量系数，可按恒定自由出流计算，a为离心加速度，h为水箱内(库区)水的高度，单位m，h为库水位上升/下降高度。[0028]在本发明较佳实施例中，所述供水箱、储水箱、中层排水箱和底层排水箱的容量关系为：[0029]v1+v2＞v3+v4(4)[0030]v3＞v5(5)[0031]v4＞pst(6)[0032]式中：v1和v2分别为中层排水箱和底层排水箱的容量，v3和v4分别为供水箱和储水箱的容量，v5为死水位到正常蓄水位之间的库区容积，p为降雨强度，s为降雨面积，t为降雨持续时间。[0033]在本发明较佳实施例中，所述降雨单元还包括一用于调节降雨强度的调节阀门，该调节阀门串联在所述储水箱出口处供水管路中。[0034]本发明利用上述离心模型试验装置实现库水位升降联合降雨的试验方法包括如下试验步骤：[0035]s1、将离心模型试验箱固定在高速离心机转臂末端吊篮内，将降水单元的蓄水箱固定在高速离心机中轴平台上，注水，配重，检查电路和供水管路；[0036]s1.1、确定供水箱、蓄水箱、中层排水箱和底层排水箱的容量，并将水箱固定在离心模型试验箱内，往供水箱和蓄水箱内注水；[0037]s1.2、填筑土质岸坡；[0038]s1.3、布置开关控制器和确定钢丝绳长度；[0039]s1.4、确定铁块的质量；[0040]s1.5、供水箱和排水箱的孔径；[0041]s1.6、设定降雨强度；[0042]s2：启动离心机，离心机加载至设计的目标加速度，运转稳定后，打开供水箱出水阀，库水位开始上升；记录水压力传感器和土压力传感器的测量数据，观测土质岸坡的变化；[0043]s3：当库水位上升至目标值后，稳定运行一段时间后，开始降雨；记录水压力传感器和土压力传感器的测量数据，观测土质岸坡的变化；[0044]s4：当降雨持续时间达到目标值后，稳定运行一段时间后，开始库水位下降；记录水压力传感器和土压力传感器的测量数据，观测土质岸坡的变化；[0045]s5：库水位下降结束后，试验结束，停机。[0046]与现有试验装置和方法相比，本发明充分借助高速旋转的离心机产生的巨大离心力，作为开启水箱和加压水流的动力，并且g值越高，产生的动力越大，模拟高坝库区库水位升降和降雨诱发大型堆积体滑坡的成因机制和失稳过程，开展相关研究，为建立健全预警机制，编制应急预案，快速应对可能发生的库岸变形失稳具有极其重大的科研价值。附图说明[0047]图1为本发明实现库水位升降联合降雨离心模型试验装置的结构示意图；[0048]图2为本发明安装位置示意图；[0049]图3为构成本发明的进水阀、出水阀和尖嘴塞结构示意图；[0050]图4为构成本发明的开关控制器结构示意图；[0051]图5为本发明模拟库水位升降和降雨原理示意图；[0052]图6为本发明具体实施例模型土体粒径级配曲线图。[0053]图中：1-离心模型试验箱，11、箱体侧板；2-供水箱，21-出水阀；3-土质岸坡；4-底层排水箱，41-尖嘴塞，42-水压传感器，43-土压传感器；5-中层排水箱，51-进水阀；6-开关控制器，61-钢板，621和622和623-电磁铁，631和632和633-铁块，641和642-铜钩，643-定滑轮，651和652和661和662和663-钢丝绳；7-离心机，71-离心机转臂，72-离心机中轴平台；8-吊篮；91-降雨器，92-储水箱，93-电磁阀，94-软管，95-调节阀门。具体实施方式[0054]下面结合附图和实施例对本发明的结构及特征进行详细说明。需要说明的是，可以对此处公开的实施例做出各种修改，因此，说明书中公开的实施例不应该视为对本发明的限制，而仅是作为实施例的范例，其目的是使本发明的特征显而易见。[0055]如图1所示，本发明公开的离心模型试验装置包括模拟库区水位升降的库水位升降单元和模拟库区降雨的降雨单元。[0056]库水位升降单元包括离心模型试验箱1，安装在离心模型试验箱1内的供水箱2、土质岸坡3、底层排水箱4、中层排水箱5和开关控制器6。[0057]离心模型试验箱1固定在离心机7转臂71最外侧端部的吊篮8内，随高速旋转的离心机一起高速旋转，模拟高坝蓄水运行后，库岸堆积体即库岸边坡底部所承受的巨大水压力。[0058]如图所示，在离心模型试验箱1内的一侧紧贴箱壁固定有供水箱2和中层排水箱5，供水箱2位于中层排水箱5的上方。供水箱2的底部设有出水管，出水管上安装有机械式出水阀21，出水阀的活动手柄在y轴平面内自由旋转，与离心力方向一致。在中层排水箱5的顶部设有进水管，在进水管上也安装有机械式进水阀51，进水阀的活动手柄也是在y轴平面内自由旋转，与离心力方向一致。[0059]在离心模型试验箱1内的另一侧，箱体的底部固定有一类直角梯形的底层排水箱4(参见图3)。在底层排水箱4的最低处设有进水口，在进水口处设置有尖嘴塞41；在底层排水箱4的最低点设有水压传感器42，用于监测库区水位的变化；在底层排水箱4与土质岸坡3接触面设有土压传感器43，用于监测土质岸坡3在库水位的变化以及降雨双重作用下所受水压力的变化。在底层排水箱4的上面修建有土质岸坡3(在本发明较佳实施例中，土质岸坡3填筑夯实在底层排水箱4的上面)。构成土质岸坡3的土质来自于被研究库区的岸坡，其坡度及坡体密度完全模拟被研究库区岸坡的坡度和坡体密度。[0060]为了准确可靠地控制供水箱2出水管上的出水阀21、中层排水箱5进水管上的进水阀51和底层排水箱4进水口处尖嘴塞41的开或关，本发明还包括一开关控制器6。如图1、图3、图4所示，该开关控制器6安装在离心模型试验箱1的顶部，它包括一块长条状实心钢板61，三块电磁铁621、622、623，三块铁块631、632、633，两个铜钩641、642和一个定滑轮643。三块电磁铁621、622和623间隔地固定在实心钢板61的背面，通过电缆与交流电源相连。在每块电磁铁的下方，通过钢丝绳悬挂有一块铁块，在其中两块铁块631个632的底面分别固定有一铜钩641和642，每个铜钩上连接有一根钢丝绳，两根钢丝绳的另一端分别与出水阀21的活动手柄和进水阀51的活动手柄相连；在第三块铁块633的旁边固定有一定滑轮643，定滑轮上缠绕有一根钢丝绳，钢丝绳的一端与第三块铁块633相连，另一端与底层排水箱的尖嘴塞41相连。[0061]在本发明较佳实施例中，如图4所示，钢丝绳651的一端固定在长条状钢板61的底面，另一端与电磁铁621下方的铁块631相连，悬挂铁块631；钢丝绳661的一端与铁块631底面铜钩641相连，另一端与供水箱2出水管上的出水阀21的活动手柄相连。同理，钢丝绳652的一端固定在长条状钢板61的底面，另一端与电磁铁622下方的铁块632相连，悬挂铁块632；钢丝绳662的一端与铁块632底面铜钩642相连，另一端与中层排水箱5进水管上的进水阀51的活动手柄相连。缠绕在定滑轮643上的钢丝绳663，一端与电磁铁623下方铁块633相连，悬挂铁块633，另一端与底层排水箱4进水口处的尖嘴塞41。[0062]本发明利用电磁铁和高速旋转的离心机产生的巨大离心力控制供水箱出水阀21、中层排水箱进水阀51和底层排水箱尖嘴塞41开或闭的原理是：当电磁铁621通电时，会产生磁性吸引其下方的铁块631，使铁块631向电磁铁621移动，两者吸在一起；在铁块631移动的过程中带动铜钩641一同移动，并拉紧钢丝绳661，钢丝绳661拉动出水阀21的活动手柄，使出水阀21的活动手柄沿与离心力方向一致的方向在y轴平面内旋转至最高点，将出水阀21关闭。当电磁铁621断电时，磁场消失，铁块631与电磁铁621分离，铜钩641连同铁块631一起呈自由落体状下落，与出水阀21活动手柄相连的钢丝绳661拉力消失，活动手柄在高离心力的作用下旋转至最低点，出水阀21呈打开状态，供水箱2开始放水，库水位开始上升。当需要停止防水时，只需将电磁铁621再次通电，产生磁性吸引铁块631，铁块631带动铜钩641一起向电磁铁621的方向移动，在移动的过程中与铜钩641相连的钢丝绳661再次拉动出水阀21的活动手柄，使出水阀21的活动手柄沿与离心力方向一致的方向在y轴平面内旋转至最高点，将出水阀21关闭，供水箱2停止放水。[0063]同理，当电磁铁622通电时，会产生磁性吸引其下方的铁块632，使铁块632向电磁铁622移动，两者吸在一起；在铁块632移动的过程中带动铜钩642一同移动，并拉紧钢丝绳662，钢丝绳662拉动进水阀51的活动手柄，使进水阀51的活动手柄沿与离心力方向一致的方向在y轴平面内旋转至最高点，进水阀51关闭。当电磁铁622断电时，磁场消失，铁块632与电磁铁622分离，铜钩642连同铁块632一起呈自由落体状下落，与进水阀51活动手柄相连的钢丝绳662拉力消失，活动手柄在高离心力的作用下旋转至最低点，进水阀52呈打开状态，中层排水箱5开始进水，库水位开始下降。[0064]在试验开始前，底层排水箱4的尖嘴塞41是塞着的，电磁铁623通电，电磁铁623与其下方的铁块633是吸在一起。当需要打开底层排水箱4的尖嘴塞41时，将第三块电磁铁623断电，电磁铁623与铁块633分离，铁块633呈自由落体状下落，铁块633通过钢丝绳663、定滑轮643将尖嘴塞41拔开，底层排水箱4进水，库水位下降。[0065]为了研究库水位升降的同时伴随着降雨对库岸边坡的影响，如图1和图5所示，本发明离心模型试验装置还包括降雨单元，该降雨单元包括降雨器91、储水箱92和电磁阀93，降雨器91通过软管94与储水箱92相连，电磁阀93安装在储水箱92出水口供水管路中，控制供水管路的通或断。[0066]如图1、图2所示，降雨器91安装固定在离心模型试验箱1内、土质岸坡3的上方，储水箱92和电磁阀93固定在高速离心机中轴平台72上。由于高速离心机中轴平台72处的离心加速度最小，只有几个g，所以，控制供水管路通断的电磁阀93可以正常工作。供水软管94沿高速离心机转臂71布置，其长度略长于离心机转臂的长度。[0067]在模拟库区降雨时，打开电磁阀93，储水箱92中的水沿软管94流至降雨器91，从降雨器91表面的喷孔喷出。由于软管94沿高速离心机转臂铺设，软管94内的水流运动方向与离心力方向一致，随着高速离心机的旋转水流被持续加速，到达末端降雨器后具有很大的动能，进行喷淋。[0068]为了调节降雨强度，本发明在供水管路中还串联有一调节阀门95，在试验开始前，通过调节阀门95的开度，调节降雨强度。[0069]如图5所示，模拟试验前，将供水箱2内注满水，将中层排水箱5和底层排水箱4排空。试验时，在离心机高速运转过程中，通过开关控制器打开供水箱2的出水阀21，使供水箱2内的水流出，随着供水箱2内的水流出，库区水位上升；当水位上升到一定高度时，先打开中层排水箱5的进水阀51，高水位库区内的水流入中层排水箱5内，水位开始下降；当水位下降到一定高度后，拔起底层排水箱4的尖嘴塞41，库区内的水流入底层排水箱4内，库区水位继续下降，完成库水位升降的模拟。在库区水位升降的过程中，可以随时打开降雨单元的电磁阀93，在离心力的作用下，蓄水箱92内的水经软管94、降雨器91向土质岸坡3喷淋，模拟降雨。通过埋设在底部的水压力传感器42和土压力传感器43监测到的数据，以及观测到的土质岸坡3的状态，分析在库水位变动和降雨双重作用下，大型堆积体(即岸坡)滑坡失稳的机理。[0070]为了便于观察，如图1所示，离心模型试验箱1的侧板11为透明塑料板。[0071]利用上述离心模型试验装置研究库水位升降联合降雨对库岸堆积体滑坡失稳的机理的试验方法如下：[0072]s1、将离心模型试验箱固定在高速离心机转臂末端吊篮内，将降水单元的蓄水箱固定在高速离心机中轴平台上，注水，配重，检查电路和供水管路[0073]s1.1、确定供水箱、蓄水箱、中层排水箱和底层排水箱的容量，并将水箱固定在离心模型试验箱内，往供水箱和蓄水箱内注水。[0074]本发明通过事先在供水箱2和储水箱92蓄存一定量的水，在试验中，将这部分水注入模型试验箱内模拟实现库水位上升和降雨；再将注入试验箱(模拟库区)中的水先后排入中层排水箱5和底层排水箱4内完成库水位的下降。[0075]为使库区的水全部流入中层排水箱和底层排水箱，供水箱、储水箱、中层排水箱和底层排水箱的容量可根据如下公式确定：[0076]v1+v2＞v3+v4[0077]v3＞v5[0078]v4＞pst[0079]式中：v1和v2分别为中层排水箱和底层排水箱的容量，v3和v4分别为供水箱和储水箱的容量，v5为死水位到正常蓄水位之间的库区容积，p为降雨强度，s为降雨面积，t为降雨持续时间。[0080]s1.2、填筑土质岸坡[0081]从被研究库区的岸坡采挖土石，运至试验室，在底层排水箱的上面填筑、夯实形成土质岸坡3，土质岸坡3的坡度及坡体密度完全模拟被研究库区岸坡的坡度和坡体密度。[0082]s1.3、布置开关控制器和确定钢丝绳长度[0083]开关控制器固定在离心模型试验箱上部。本发明用到的钢丝绳有三类：[0084]第一类是悬挂铁块的钢丝绳，该钢丝绳的一端与实心钢板相连，另一端与铁块相连。钢丝绳的长度应保证当铁块与电磁铁分离后，铁块自由下落时不能砸到底层排水箱。[0085]第二类是用于操控供水箱出水阀活动手柄和中层排水箱进水阀活动手柄的钢丝绳。该钢丝绳的长度应等于电磁铁与铁块相吸后，铁块底面铜钩与被控出水阀/进水阀活动手柄之间的距离。[0086]第三类是操控底层排水箱尖嘴塞的钢丝绳。该钢丝绳的一端绕过定滑轮与铁块相连，另一端与被操控的尖嘴塞相连。该钢丝绳的长度应保证当铁块与电磁铁相吸时尖嘴塞不被发起，当铁块与电磁铁分离尖嘴塞被拔起铁块自由下落时不能砸到底层排水箱。[0087]s1.4、确定铁块的质量；[0088]底层排水箱对应的铁块自由下落时应能将尖嘴塞拔起，其质量可根据如下公式确定：[0089]tmax＞m1a＞m2a+f(a,m2)[0090]式中，tmax为钢丝绳的极限拉力，m1为铁块的质量，a为离心机离心加速度，m2为尖嘴塞的质量，f为尖嘴塞与底层排水箱孔壁之间的摩擦力，可近似按f＝um2a计算(u为摩擦系数)。[0091]s1.5、供水箱和排水箱的孔径[0092]供水箱、中层排水箱和底层排水箱的出水口和进水口的孔径，决定库水位上升速率和下降速率，水箱孔径可按如下公式确定：[0093][0094]式中，d为水箱孔径，w为水箱内(库区)水的体积,v为库水位上升(下降)速率，uc为管口流量系数，可按恒定自由出流计算，a为离心加速度，h为水箱内(库区)水的高度，单位m，h为库水位上升(下降)高度。[0095]s1.6、设定降雨强度[0096]连接储水箱和降雨器之间的软管，将软管沿离心机转臂布置，水流运动方向与离心力方向一致，水流被持续加速，试验中的降雨强度p可通过调节阀门开度控制，按如下公式确定：[0097][0098]式中，p为降雨强度,ρ为水的密度，为软管内水流平均离心加速度，可近似取0.5a，l为软管长度，c为阀门调节系数，小于1，m3为单位时间内储水箱流出水的质量，s2为降雨器出水口面积，s3为土质岸坡表面积。[0099]s2：启动离心机，离心机加载至设计的目标加速度，运转稳定后，打开供水箱出水阀，库水位开始上升[0100]离心机加载至目标加速度并稳定后，断开供水箱对于电磁铁电路，与供水箱出水阀活动手柄相连的钢丝绳拉力消失，活动手柄在高离心力的作用下旋转到最低处，出水阀全开，供水箱2内的水流出，实现库水位上升。[0101]s3：在库水位上升至目标值后，稳定运行一段时间，开始降雨，观测土质岸坡的变化[0102]具体的步骤为：[0103]在库水位上升至目标值后，稳定运行一段时间，打开降雨单元储水箱电磁阀，储水箱里的水流出，沿离心力方向被加速，经降雨器表面的喷孔喷向土质岸坡。试验中可随时通过关闭电磁阀停止降雨。在试验过程中，记录水压力传感器和土压力传感器的测量数据，观测土质岸坡的变化。[0104]s4：在降雨持续时间达到目标值后，稳定运行一段时间，开始库水位下降；记录水压力传感器和土压力传感器的测量数据，观测土质岸坡的变化。[0105]在降雨结束并稳定运行一段时间后，断开中层排水箱对于电磁铁电路，与中层排水箱进水阀活动手柄相连的钢丝绳拉力消失，活动手柄在高离心力的作用下旋转到最低处，进水阀全开，水流入中层排水箱，实现库水位首次下降；观察水压力传感器和土压力传感器，根据设计要求，断开底层排水箱对于的电磁铁电路，铁块自由下落一段距离，拔开尖嘴塞，水进一步流入底层排水箱，水位继续下降。[0106]s5：库水位下降结束后，试验结束，停机。[0107]本发明以hd库区车邑坪滑坡为研究对象，利用本发明可实现库水位升降联合降雨的离心模型试验装置，对hd库区车邑坪滑坡的变形失稳机理进行了研究。[0108]离心模型试验采用中国水利水电科学研究院lxj-4-450土工离心试验机，模型制备所用土料取自车邑坪滑坡，为消除粒径效应，采用等量替代法对部分超粒径颗粒进行剔除，最终的模型土体粒径级配曲线如图6所示，试验土体物理力学参数如表1所示。[0109]表1模型土体物理力学参数table1physicalandmechanicalparametersofmodelsoil[0110][0111]考虑到离心模型试验尺寸要求，选取滑坡前缘部位作为研究范围。综合考虑离心机条件和离心模型大小，试验选定离心加速度为70g。离心试验模型参数，见图5。根据hd库区气象和水文资料，选择3种条件下可能出现的最不利工况，搭建3个相同的滑坡离心模型开展试验，试验工况如表2所示。[0112]表2试验工况[0113][0114]第1组试验：模拟hd库水位变动对滑坡的影响。模型水位先从120mm涨至450mm后停留一段时间，再降至120mm(模型底部)。[0115]第2组试验：模拟hd库区稳定运行期间降雨对滑坡的影响。在模型水位稳定于450mm时降雨，降雨强度参考库区历史上出现的大暴雨，对应的原型雨强为216mm/d。[0116]第3组试验：模拟hd库区库水位下降期间降雨对滑坡的影响。在模型水位从450mm降至315mm时降雨，降雨强度与第2组保持一致。待降雨结束后，模型水位继续下降至120mm(模型底部)。[0117]按照本发明提供的试验方法完成上述3组试验方案，试验结果分析发现：[0118]1、库水位上升阶段滑坡无明显裂缝产生，随着库水位首次下降，裂缝逐级发展。[0119]2、当库水位上升至水位450mm时，边坡无明显变形。在孔压(通过水压力传感器和土压力传感器测量而得)达到趋于稳定时，开始进行降雨。雨水持续冲刷坡表，部分细颗粒流入库区，仍未出现裂隙，可能是雨水的入渗只停留在坡体浅表层。[0120]3、降雨结束后，库水位开始下降，边坡中部迅速产生拉裂隙，并逐渐扩展贯通，出现局部崩滑。[0121]4、降雨结束后，库水位继续下降至水位120mm，因前缘的中层排水箱限制了滑坡的进一步变形，此过程中基本无破坏。[0122]综上分析，专家一致认为库水位下降是hd库区车邑坪滑坡变形的主要因素，降雨为激发因素。库水位下降使得滑坡产生指向坡体外的动水压力，致使滑坡失稳，产生裂缝；裂缝为降雨入渗提供了通道，加剧裂缝的发展，导致失稳。[0123]本发明利用大型土工离心机，开展了不同方案下离心模型试验，厘清了库水位下降和降雨两种作用在滑坡变形中的主次关系，揭示了其变形失稳机制。为建立预警机制，编制应急预案，快速应对可能发生的库岸边坡滑坡变形失稳具有重要的意义。[0124]最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。当前第1页12当前第1页12