本發明公開了一種滑坡模型試驗裝置，包括模型框架、滑坡模型以及加載裝置。其中，滑坡模型位于模型框架的內部，用于模擬滑坡；加載裝置位于滑坡模型的上方并穿過模型框架，用于向滑坡模型的頂部邊坡施加荷載，使得滑坡模型產生滑動，通過集中加載、均布加載和動態加載中的一種或多種對所述滑坡模型的頂部邊坡施加荷載。本發明通過加載裝置向滑坡模型施加不同的荷載，模擬滑坡外力條件的變化，實現在多種外力條件下的滑坡模擬。本發明通過設置模型框架，使得本發明適用于較大尺寸的滑坡模型，滿足大型滑坡模型試驗要求，避免了中小型滑坡模型受兩側框架的邊界效應影響。

技術領域

本發明涉及地質災害模型試驗領域，具體地，涉及一種滑坡模型試驗裝置。

背景技術

我國是滑坡、崩塌、泥石流等地質災害多發的國家，其中滑坡的發生常常具有突發性、高頻性、破壞性的特點，是公認的僅次于地震的第二大自然災害，也是人類面臨的范圍最廣、破壞最終和時間最長的地質災害之一。為了有效地防治滑坡，滑坡物理模型試驗是對滑坡生成規律進行研究的最有效手段之一，其可以用來檢驗理論分析和數值模擬計算結果的準確性，又可以直接指導工程實踐的設計和施工。

雖然滑坡物理模型試驗裝置的研發一定程度上促進了地質力學模型試驗研究的發展，但仍然存在一定程度的局限或缺陷：

(1)傳統滑坡模型試驗裝置規模尺寸較小，導致試驗過程中滑坡物理模型受兩側框架的邊界效應影響顯著；部分滑坡物理模型試驗裝置僅適合于教學，采用透明材料制作成小型模型框架以展示滑坡形成過程，無法對實際滑坡進行相似模擬；

(2)滑坡應力條件變化難以模擬，滑坡在演化過程中外力邊界條件往往并非一成不變，而現有試驗裝置往往不能通過施加外荷載，實現完整滑坡地質力學模型的模擬。

發明內容

鑒于以上問題，本發明的目的是提供一種滑坡模型試驗裝置，以解決現有滑坡模型試驗裝置難以模擬滑坡應力條件變化的問題。

為了實現上述目的，本發明所述滑坡模型試驗裝置，包括：

模型框架；

滑坡模型，位于所述模型框架的內部，用于模擬滑坡；以及

加載裝置，位于所述滑坡模型的上方并穿過所述模型框架，用于向所述滑坡模型的頂部邊坡施加荷載，從而使得滑坡模型產生滑動，通過集中加載、均布加載和動態加載中的一種或多種對所述滑坡模型的頂部邊坡施加荷載。

優選地，所述加載裝置包括伺服作動器和加載板，所述伺服作動器設置于所述模型框架頂部，所述加載板設置于所述伺服作動器與所述滑坡模型之間，并與所述滑坡模型接觸，所述伺服作動器通過所述加載板向所述滑坡模型的頂部邊坡施加動荷載。

優選地，所述加載裝置包括軸向加壓油缸和加載桿，所述軸向加壓油缸設置在所述模型框架頂部，所述加載桿一端連接所述軸向加壓油缸，一端連接所述滑坡模型，所述軸向加壓油缸通過所述加載桿將荷載集中傳遞至所述滑坡模型的頂部邊坡。

進一步地，優選地，所述加載裝置還包括均布加載梁和加載板，所述加載板位于所述滑坡模型頂部并與所述滑坡模型的頂部邊坡接觸，所述均布加載梁位于所述加載板與所述加載桿之間，所述軸向加壓油缸依次通過所述加載桿和所述均布加載梁將荷載傳遞至所述加載板，通過所述加載板將荷載均勻傳遞至所述滑坡模型的頂部邊坡。

優選地，所述滑坡模型包括滑床、滑移面和滑坡體，所述滑坡體的頂部即為所述滑坡模型的頂部邊坡，所述滑移面位于所述滑床與所述滑坡體之間。

進一步地，所述滑床包括限位梁和環氧樹脂板，所述限位梁用于限制所述滑床的橫向位移，所述限位梁與所述環氧樹脂板間隔設置。

進一步地，所述滑移面表面覆有抹面層。

進一步地，所述滑坡體由相同或相似性材料在所述模型框架內分層夯實填筑。