基于电磁原理滑动面模拟的滑坡模型试验装置

本技术属于滑坡模型试验装置领域，特别涉及一种基于电磁力模拟滑动面正压力来调整滑坡滑动面抗剪强度参数的滑坡模型试验装置。

背景技术：

1、滑坡体的稳定性就成为地质灾害防治领域关注的重要问题，滑坡体如何失稳、在什么条件下失稳需要深入研究，模型试验是研究滑坡稳定性的重要方法。很多人对滑坡稳定性的滑坡模型试验开展过深入的研究，主要有框架式模型试验和离心机模型试验两类，其中框架式模型试验又分为二维和三维滑坡模型试验。三维滑坡模型试验和离心机模型试验设备造价和试验成本高，目前研究者主要还是采用二维小型模型架来研究滑坡稳定性。

2、滑坡稳定性主要受控于内因滑带土抗剪强度和外因外荷载、人类活动或地震干扰诱发，滑坡试验模型的启动下滑可采用两条途径：其一是减小滑坡模型滑带的抗剪强度，其二是增加滑坡模型的外荷载。存在的技术问题为：

3、1、目前对滑坡常用施加降雨过程减弱滑坡岩土体抗剪强度、增加滑坡体自重，涉水滑坡也常增加库水位变动来研究其稳定性，这种方法研究降雨与库水对滑坡稳定的影响是有效的，但对于研究滑坡失稳条件时，其失稳启动破坏过程难以人为控制，而且这种对滑坡稳定的影响难以定量描述。

4、2、有人通过抬升模型架的后侧来增加滑坡体下倾角来模拟对滑坡模型施加重力荷载，以此来提高滑坡体的下滑力，确定滑坡模型失稳时滑坡体的下倾角，但考虑到模型架本身的侧翻风险和千斤顶行程有限，这种角度抬升一般控制在5度左右，通过角度抬升来研究滑坡稳定性常常有较大的局限性。

5、3、有人利用热敏材料来模拟软弱夹层，通过铺设电发热带(管)来控制软弱夹层的抗剪强度，但温度对滑带土之外周边介质的物理力学特性也产生影响，对考虑滑带土抗剪强度无法实现分区控制调整。

技术实现思路

1、鉴于背景技术所存在的技术问题，本实用新型所提供的基于电磁原理滑动面模拟的滑坡模型试验装置，采用多套钢制平板在安装有小型电磁铁的u型滑道上滑动来模拟滑动面的失稳移动，通过调整电磁铁的工作电流大小来调整电磁铁与钢制平板之间的电磁力，即调整滑动摩擦的正压力大小，以此来调整滑动面的摩擦力大小，相当于模型试验滑体厚度不变情况下(正压力不变情况下)模拟调整滑动面的摩擦系数(抗剪强度)的变化；可实现滑坡模型滑动面抗剪强度的整体调整或分区调整。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型采取了如下技术方案来实现：

3、一种基于电磁原理滑动面模拟的滑坡模型试验装置，包括u型滑道、基准平板和多个滑动平板；u型滑道上可拆卸地设有多个电磁铁；具体地，u型滑道上设有多个螺丝孔，螺丝孔处通过调节螺丝安装有电磁铁，调节螺丝用于调节电磁铁的高度；

4、滑动平板包括面板，面板底部设有支撑腿，支撑腿上设有水平导向杆，水平导向杆上设有滚轮；

5、基准平板的结构包括了滑动平板的结构，另外在基准平板的面板的设有第二插销孔，面板的侧部设有传力板；

6、u型滑道包括滑道底板和侧翼，侧翼上设有第一插销孔，第一插销孔与第二插销孔相适配，第一插销孔与第二插销孔和之间通过插销连接；侧翼下端部可拆卸地设有支挡结构，支挡结构上设有压力传感器，压力传感器位置与传力板位置相适配。

7、优选的方案中，所述的侧翼下端部设有螺栓孔，螺栓孔通过调整螺栓与支挡结构连接。

8、优选的方案中，所述的面板的宽度与u型滑道宽度相同，支撑腿的高度大于侧翼的高度；支撑腿底部为弧形。

9、优选的方案中，所述的u型滑道为不锈钢材质、基准平板和滑动平板均为普通低碳钢材质。

10、本专利可达到以下有益效果：

11、本实用新型是采用多套钢制平板在安装有小型电磁铁的不锈钢轨道上滑动来模拟滑坡滑动面滑动，用电磁铁与钢制平板之间的电磁力来调整两者之间的正压力，从而实现两者之间的摩擦系数变化，从而实现滑动面的抗剪强度变化的模拟。本实用新型可实现坡角从8.530-67.220的模拟和控制，并可实现滑坡模型滑动面抗剪强度的整体调整或分区调整。

技术特征：

1.一种基于电磁原理滑动面模拟的滑坡模型试验装置，其特征在于：包括u型滑道（3）、基准平板（4）和多个滑动平板（5）；u型滑道（3）上可拆卸地设有多个电磁铁；

2.根据权利要求1所述的基于电磁原理滑动面模拟的滑坡模型试验装置，其特征在于：侧翼（7）下端部设有螺栓孔（9），螺栓孔（9）通过调整螺栓（12）与支挡结构（11）连接。

3.根据权利要求1所述的基于电磁原理滑动面模拟的滑坡模型试验装置，其特征在于：面板（19）的宽度与u型滑道（3）宽度相同，支撑腿（18）的高度大于侧翼（7）的高度；支撑腿（18）底部为弧形。

4.根据权利要求1所述的基于电磁原理滑动面模拟的滑坡模型试验装置，其特征在于：u型滑道（3）为不锈钢材质、基准平板（4）和滑动平板（5）为普通低碳钢钢材质。

技术总结
一种基于电磁原理滑动面模拟的滑坡模型试验装置，包括U型滑道；U型滑道上设有多个螺丝孔，螺丝孔处通过调节螺丝安装有电磁铁，调节螺丝用于调节电磁铁的高度；滑动平板包括面板，面板底部设有支撑腿，支撑腿上设有水平导向杆，水平导向杆上设有滚轮；基准平板的结构包括了滑动平板的结构，另外在基准平板的面板的设有插销孔，面板的侧部设有传力板；U型滑道包括滑道底板和侧翼，侧翼上设有插销孔，插销孔与插销孔和之间通过插销连接；侧翼下端部可拆卸地设有支挡结构，支挡结构上设有压力传感器，压力传感器位置与传力板位置相适配。本技术可实现坡角从8.530‑67.220的模拟和控制，并可实现滑坡模型滑动面抗剪强度的整体调整或分区调整。

技术研发人员：程圣国,张博,吴剑,田东方
受保护的技术使用者：三峡大学
技术研发日：20220926
技术公布日：2024/1/14