一种模拟降雨对边坡稳定性的分析实验装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种模拟降雨对边坡稳定性的分析实验装置，包括边坡模型箱、边坡模拟降雨系统和数据分析系统。边坡模型箱内放有边坡模型。边坡模拟降雨系统包括盛水箱、砂垫层和进水管。盛水箱固定设置在边坡模型箱的正上方，盛水箱底部均匀设置有若干个降雨孔，盛水箱内铺设有砂垫层；盛水箱侧壁设置有若干排高度不相等的溢水孔。数据分析系统包括孔压传感器、水分传感器、数据收集器和电脑终端；孔压传感器和水分传感器均设置在边坡模型箱的侧壁，并均与数据收集器相连接；数据收集器的另一端与电脑终端相连接。采用上述结构后，构造简易，能够更好地模拟降雨的分析试验装置，具有试验过程简便、操作简单、可重复性强的优点。
【专利说明】
一种模拟降雨对边坡稳定性的分析实验装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及土木工程技术领域使用的一种检验装置，特别是一种模拟降雨对边坡稳定性的分析实验装置。
【背景技术】
[0002]边坡稳定性问题一直是岩土工程的一个重要课题，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，是一种很严重的地质灾害。有关资料表明，降雨是导致边坡失稳的主要因素之一，在我国，由于降雨引起的边坡失稳造成的损失非常巨大。降雨一方面使边坡内部静水压力升高，另一方面会造成岩土强度参数的降低，从而导致边坡失稳。所以针对不同岩土类型、不同坡度的边坡进行模拟降雨实验分析是非常有必要的，可以为提高边坡稳定性提供不可缺少的重要数据。
[0003]目前，模拟边坡降雨模型装置功能比较单一，很多都无法同步观测含水量和孔隙水压力随时间的变化，大部分都是采用手工来调节水栗控制阀，调节效率低，而且在试验过程中，很多模型装置采用喷头来模拟降雨，并不能恰当的模拟降雨形式，导致装置对实际边坡的稳定性的指导意义不大。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种模拟降雨对边坡稳定性的分析实验装置，该模拟降雨对边坡稳定性的分析实验装置构造简易，能够更好地模拟降雨的分析试验装置，具有试验过程简便、操作简单、可重复性强的优点。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:
[0006]—种模拟降雨对边坡稳定性的分析实验装置，包括边坡模型箱、边坡模拟降雨系统和数据分析系统。
[0007]边坡模型箱内放置有边坡模型，边坡模型箱顶端开口，边坡模型箱底部侧壁设置有排水口。
[0008]边坡模拟降雨系统包括盛水箱、砂垫层和进水管。
[0009]盛水箱固定设置在边坡模型箱的正上方，盛水箱底部均匀设置有若干个降雨孔，盛水箱内铺设有砂垫层;盛水箱侧壁设置有若干排高度不相等的溢水孔。
[0010]进水管设置在盛水箱的上方。
[0011]数据分析系统包括孔压传感器、水分传感器、数据收集器和电脑终端;孔压传感器和水分传感器均设置在边坡模型箱的侧壁，并均与数据收集器相连接;数据收集器的另一?而与电脑终?而相连接。
[0012]所述砂垫层包括中粗沙层和位于中粗沙层上方的细沙层。
[0013]所述孔压传感器和水分传感器分别为8个。
[0014]所述边坡模型箱采用有机玻璃制作，边坡模型箱的侧壁上设置有坐标网格。
[0015]所述边坡模型箱的排水口处设置有砂网。
[0016]所述盛水箱为塑料箱。
[0017]所述盛水箱通过不锈钢的搭架固定设置在边坡模型箱的正上方。
[0018]每个溢水孔的外侧均连接一根带有止水夹的水管。
[0019]所述进水管与自来水龙头相连接。
[0020]本实用新型采用上述结构后，具有如下有益效果:
[0021]本实用新型通过盛水箱侧壁上的溢水孔控制水位进而控制降雨量，并且降雨稳定。盛水箱底部安放一砂垫层，能更好的模拟降雨时，雨滴下落的过程，尽量还原了真实的边坡现状(包括控制降雨量、降雨强度、降雨时间等试验条件)，增加实验数据的可靠性，可以直观的在电脑上观察到模拟边坡的实际情况及边坡坡度、孔隙水压力的数据实时的波动情况。此外，边坡模型箱采用有机玻璃制作，透明度较高，边坡模型箱一侧侧壁绘有坐标网格，在试验中，能够以坐标网格为参照，准确直观看到边坡变形破坏过程，记录变形量的大小及滑动面的位置。
【附图说明】
[0022]图1显示了本实用新型一种模拟降雨对边坡稳定性的分析实验装置的结构示意图。
[0023]图2显示了图1沿A-A面的剖视图。
[0024]其中有:1.边坡模型箱；1-1.孔压传感器；1-2.水分传感器;2.盛水箱；2-1.溢水孔;2-2.降雨孔;2-3.砂垫层;2-3-1.中粗沙层;2-3-2.细沙层;3.数据收集器;4.电脑终端；
5.进水管;6.搭架;7.排水口；8.边坡模型。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和具体较佳实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
[0026]如图1和图2所示，一种模拟降雨对边坡稳定性的分析实验装置，包括边坡模型箱1、边坡模拟降雨系统和数据分析系统。
[0027]边坡模型箱的形状优选为矩形，边坡模型箱采用有机玻璃制作，边坡模型箱的侧壁上设置有坐标网格。这样设置的好处为:透明度较高，能准确直观看到边坡变形破坏过程，记录变形量的大小及滑动面的位置。
[0028]当然，作为替换，边坡模型箱也可以为其他形状。边坡模型箱的材料也可以为玻璃箱、铁箱或其他塑料箱等，为方便观察，可在边坡模型箱上设置透明观察窗，并在透明观察窗上设置坐标网格等，均在本申请的保护范围之内。
[0029]边坡模型箱内放置有边坡模型8，边坡模型箱顶端开口，边坡模型箱底部设置有排水口 7。排水口处设置有砂网，能起到过滤作用。
[0030]边坡模拟降雨系统包括盛水箱2、砂垫层2-3和进水管5。
[0031 ]盛水箱优选通过不锈钢的搭架6固定设置在边坡模型箱的正上方。
[0032]盛水箱底部均匀设置有若干个降雨孔2-2，盛水箱内铺设有砂垫层;盛水箱侧壁设置有若干排高度不相等的溢水孔2-1。每个溢水孔的外侧均连接一根带有止水夹的水管，这样，每排溢水孔都对应着一水位，通过控制水位的高低，来实现不同的降雨量。
[0033]上述盛水箱优选为塑料箱。
[0034]上述砂垫层优选包括中粗沙层2-3-1和位于中粗沙层上方的细沙层2-3-2。这样，砂垫层具有双层滤水层，不仅可以防止沙粒堵住孔洞，又可以较大程度减少降雨量。
[0035]进水管设置在盛水箱的上方，进水管与自来水龙头相连接。
[0036]数据分析系统包括孔压传感器、水分传感器、数据收集器和电脑终端;孔压传感器和水分传感器均设置在边坡模型箱的侧壁，并均与数据收集器相连接;数据收集器的另一端与电脑终端相连接。电脑终端接收数据收集器传来的数据，可自动分析，得出含水量、孔隙水压力、降雨量、降雨时间对边坡稳定的影响曲线。
[0037]上述孔压传感器和水分传感器优选分别为8个。
[0038]上述模拟降雨对边坡稳定的分析实验装置的使用方法，包括以下步骤:
[0039]1、制作边坡模型:根据现场实际边坡获得的边坡土层情况，在边坡模型箱I内制作边坡模型，并经过一段时间的沉积，使其尽量获得最佳效果。
[0040]2、调试数据采集分析系统:打开数据收集器3和电脑终端4，检测调试孔压传感器1-1和水分传感器1-2。
[0041 ] 3、安放盛水箱:在盛水箱内按要求安放好砂垫层，将盛水箱安放在不锈钢的搭架上。
[0042]4、调节水位:根据所需降雨量先择水位，把位于水位以下溢水孔上的水管用止水夹夹上，水位以上的溢水孔的水管保持贯通。
[0043]5、开始试验:通过进水管，调节水龙头的出水流量，使盛水箱内的水位保持在预设水位上，在电脑终端上观察孔压传感器1-1、水分传感器1-2测得的孔隙水压力值、含水量值的波动情况，并注视着边坡模型，当边坡模型开始破坏时，停止传感器的数据接收。
[0044]6、重复试验:根据不同试验要求，调节水位、边坡角度来重复试验。
[0045]以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种模拟降雨对边坡稳定性的分析实验装置，其特征在于:包括边坡模型箱、边坡模拟降雨系统和数据分析系统； 边坡模型箱内放置有边坡模型，边坡模型箱顶端开口，边坡模型箱底部侧壁设置有排水口； 边坡模拟降雨系统包括盛水箱、砂垫层和进水管； 盛水箱固定设置在边坡模型箱的正上方，盛水箱底部均匀设置有若干个降雨孔，盛水箱内铺设有砂垫层;盛水箱侧壁设置有若干排高度不相等的溢水孔； 进水管设置在盛水箱的上方； 数据分析系统包括孔压传感器、水分传感器、数据收集器和电脑终端;孔压传感器和水分传感器均设置在边坡模型箱的侧壁，并均与数据收集器相连接;数据收集器的另一端与电脑终?而相连接。2.根据权利要求1所述的模拟降雨对边坡稳定性的分析实验装置，其特征在于:所述砂垫层包括中粗沙层和位于中粗沙层上方的细沙层。3.根据权利要求1所述的模拟降雨对边坡稳定性的分析实验装置，其特征在于:所述孔压传感器和水分传感器分别为8个。4.根据权利要求1所述的模拟降雨对边坡稳定性的分析实验装置，其特征在于:所述边坡模型箱采用有机玻璃制作，边坡模型箱的侧壁上设置有坐标网格。5.根据权利要求1所述的模拟降雨对边坡稳定性的分析实验装置，其特征在于:所述边坡模型箱的排水口处设置有砂网。6.根据权利要求1所述的模拟降雨对边坡稳定性的分析实验装置，其特征在于:所述盛水箱为塑料箱。7.根据权利要求1所述的模拟降雨对边坡稳定性的分析实验装置，其特征在于:所述盛水箱通过不锈钢的搭架固定设置在边坡模型箱的正上方。8.根据权利要求1所述的模拟降雨对边坡稳定性的分析实验装置，其特征在于:每个溢水孔的外侧均连接一根带有止水夹的水管。9.根据权利要求1所述的模拟降雨对边坡稳定性的分析实验装置，其特征在于:所述进水管与自来水龙头相连接。
【文档编号】G01N17/00GK205620284SQ201620430934
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】吴二鲁, 张 杰, 李亮, 周佳成, 黄步辉, 陈亮
【申请人】河海大学