【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于边坡崩塌落石地质灾害预测及防治，具体涉及一种可移动抽拉式组合边坡坡面模型装置。
技术介绍
1、落石是山区地带一种常见的地质灾害，大多产生于高陡边坡的孤立危岩或松动块体的失稳滚落。受地震发生的影响，许多山区的边坡区域的岩体发生松动，在雨水冲刷、余震、生物活动、风力作用下，常会诱发落石灾害，已严重危害到周边的建筑设施、交通车辆及人员安全。
2、对于落石研究，目前关注的重点集中在灾害防护方面，许多防护措施(如拦石墙、防护网、棚洞等)已被广泛采取。然而，要准确确定相关防护设施的尺寸、布设位置及极限应承载能力，必须首先探明落石灾害为危害范围及落石的极限冲击力。因此，精准预测落石运动轨迹的重要性不言而喻。
3、落石沿坡面的四种运动形式中，碰撞回弹过程一直备受关注，对于滚动、滑动等运动形式则鲜被提及，且通常认为滚动和滑动的运动形式可通过滚动和滑动摩擦系数及牛顿第二定律方程来描述。然而，实际落石特征及发生坡面特征均是极其复杂的，落石通常为不规则状，坡面可能涉及到硬岩、松散介质等多种材质，坡面形态、角度更是复杂多变；且滚动和滑动运动通常会同时发生。因此，具有初始角速度和平动速度的不规则落石与不同坡面的接触运动特征及力学作用机制也是极其复杂的，基于简单的摩擦系数显然难以表征。然而，目前不仅对于该关键问题仍未引起足够重视，开展相关研究的模型试验设备更是鲜有开发设计，进而也导致目前落石运动轨迹预测程序精度难达预期。因此，亟需研发一种坡面材料可组合的边坡坡面模型装置以调查不同坡面特征下具有初始运动条件落石的滚-滑运动
4、不同的坡面形状和坡面材料组成不同的坡面特征，常用的坡面材料有石头、沙子、泥土、草皮、水泥砂浆铺砌面等。每次落石试验后，由于坡面材料受损或是需要变更坡面局部特征，因此需要人工整体坡面。但如果是每次重新制作整个坡面无疑是工程量大、费时费力，且易造成材料浪费。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术的不足而提供一种可移动抽拉式组合边坡坡面模型装置，可以组合坡面材料，真实还原实际落石滚-滑运动过程，并可方便的更换局部坡面材料，设计新颖，极大的提高了试验的便捷度。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种可移动抽拉式组合边坡坡面模型装置，包括坡面系统和与所述坡面系统配套的局部坡面更换装置；
4、所述坡面系统包括基架、设置在基架上的提升框架和设置在所述提升框架上的若干坡面箱；
5、所述提升框架倾斜设置在基架上，所述坡面箱内盛装有需求的坡面材料并按预设形态布置；所述坡面箱根据预定顺序布置在提升框架上，这些所述坡面箱前后依次紧挨，使坡面箱内坡面材料的表面构成连续完整坡面，实现对各种需求材质、形态及规模的坡面的设定；所述坡面箱可从所述提升框架的侧面进出；
6、所述局部坡面更换装置包括保障电车；所述保障电车包括升降平台、一侧铰接在所述升降平台上的置换滑槽和一端铰接在所述升降平台上的撑槽油缸；所述撑槽油缸的另一端铰接在所述升降平台上，所述撑槽油缸可伸缩以调整置换滑槽的倾角；
7、更换坡面箱时，调整置换滑槽的高度和倾角至与待更换的坡面箱一致，然后将待更换的坡面箱从提升框架上抽出并抽出至置换滑槽上；之后将另一个置换滑槽携带已经布置好坡面材料的坡面箱推入到提升框架上空缺的位置。
8、进一步的，所述坡面箱内设置有口袋，所述口袋上部开口且可通过抽绳收口；坡面材料盛装在所述口袋中；所述口袋开口高于坡面箱上边缘15cm～18cm；
9、在提升框架上整理布置坡面材料时，将口袋的开口下埋于坡面材料至少10cm深处，预留一部分抽绳在坡面材料表层；需要更换坡面箱时，利用抽绳将待更换的坡面箱的口袋的开口上提，避免抽换坡面箱时坡面材料过多洒落。
10、进一步的，所述提升框架包括框架板和垂直设置在所述框架板上的若干限位板，所述限位板沿框架板的长度方向间隔布置，每个所述限位板沿框架板的宽度方向延伸；相邻两个限位板之间形成用于放置所述坡面箱的限位空间；所述坡面箱可从所述限位空间的侧面进出。
11、进一步的，所述坡面箱下部为内凹结构，所述内凹结构的纵向两侧安装有侧面滑轮和底部滑轮，所述内凹结构的横向两侧设置有内凹的活动把手；所述坡面箱进出所述限位空间时，所述侧面滑轮沿所述限位板行走，所述底部滑轮沿所述框架板行走。
12、进一步的，所述限位板的横向两端可拆卸的设置有侧板，每一排所述坡面箱被侧板约束在所述限位空间内。
13、进一步的，所述保障电车上设置有至少两个置换滑槽，所有置换滑槽转动的方向相同；所述置换滑槽的倾角范围是0°～70°。
14、进一步的，所述保障电车还包括站人挂篮，所述站人挂篮可拆卸固定在所述升降平台远离基架的一侧。
15、进一步的，所述局部坡面更换装置还包括作业台和连通所述作业台和地面的坡道，所述作业台对应设置在基架较高的一端；所述保障电车可沿所述坡道爬坡至所述作业台。
16、进一步的，所述基架的顶部均衡设置有若干卷扬机，所述提升框架由卷扬机提升并调整提升框架的坡面角度，所述提升框架的坡面角度调整完毕后，通过螺栓将提升框架固定在所述基架上；所述提升框架的坡面角度为5°～70°。
17、进一步的，所述基架包括成对设置的钢立架以及可拆卸连接在每对所述钢立架之间的若干连接横梁；所述连接横梁预制为不同规格长度以满足不同规模试验坡面需求；不同对钢立架之间通过框架连接件连接为一个整体。
18、本专利技术的有益效果是：
19、本专利技术设计新颖，可实现坡面材料、坡面形态的局部调整，无需重新制作整个坡面；且通过直接更换坡面箱的方式来进行更换；坡面箱拆卸安装方便，可实现局部坡面的快捷调整，极大的提高了试验的便捷度；
20、且通过坡面箱实现了坡面的分区，每次可指定更换部分分区的坡面材料或坡面形态，且坡面箱中坡面材料或坡面形态的调整主要是在易于操作的场景下进行，可实现对坡面箱中装填坡面材料时精准把控，试验条件重复性好。
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1.一种可移动抽拉式组合边坡坡面模型装置，其特征在于：包括坡面系统和与所述坡面系统配套的局部坡面更换装置；
2.根据权利要求1所述的可移动抽拉式组合边坡坡面模型装置，其特征在于：所述坡面箱(31)内设置有口袋(34)，所述口袋(34)上部开口且可通过抽绳收口；坡面材料盛装在所述口袋(34)中；所述口袋(34)开口高于坡面箱(31)上边缘15cm～18cm；
3.根据权利要求1所述的可移动抽拉式组合边坡坡面模型装置，其特征在于：所述提升框架(28)包括框架板(29)和垂直设置在所述框架板(29)上的若干限位板(8)，所述限位板(8)沿框架板(29)的长度方向间隔布置，每个所述限位板(8)沿框架板(29)的宽度方向延伸；相邻两个限位板(8)之间形成用于放置所述坡面箱(31)的限位空间；所述坡面箱(31)可从所述限位空间的侧面进出。
4.根据权利要求3所述的可移动抽拉式组合边坡坡面模型装置，其特征在于：所述坡面箱(31)下部为内凹结构，所述内凹结构的纵向两侧安装有侧面滑轮(2)和底部滑轮(3)，所述内凹结构的横向两侧设置有内凹的活动把手(1)；所述坡
5.根据权利要求3所述的可移动抽拉式组合边坡坡面模型装置，其特征在于：所述限位板(8)的横向两端可拆卸的设置有侧板(10)，每一排所述坡面箱(31)被侧板(10)约束在所述限位空间内。
6.根据权利要求1所述的可移动抽拉式组合边坡坡面模型装置，其特征在于：所述保障电车(30)上设置有至少两个置换滑槽(17)，所有置换滑槽(17)转动的方向相同；所述置换滑槽(17)的倾角范围是0°～70°。
7.根据权利要求1所述的可移动抽拉式组合边坡坡面模型装置，其特征在于：所述保障电车(30)还包括站人挂篮，所述站人挂篮可拆卸固定在所述升降平台(20)远离基架(25)的一侧。
8.根据权利要求1所述的可移动抽拉式组合边坡坡面模型装置，其特征在于：所述局部坡面更换装置还包括作业台(26)和连通所述作业台(26)和地面的坡道(27)，所述作业台(26)对应设置在基架(25)较高的一端；所述保障电车(30)可沿所述坡道(27)爬坡至所述作业台(26)。
9.根据权利要求1所述的可移动抽拉式组合边坡坡面模型装置，其特征在于：所述基架(25)的顶部均衡设置有若干卷扬机(14)，所述提升框架(28)由卷扬机(14)提升并调整提升框架(28)的坡面角度，所述提升框架(28)的坡面角度调整完毕后，通过螺栓将提升框架(28)固定在所述基架(25)上；所述提升框架(28)的坡面角度为5°～70°。
10.根据权利要求9所述的可移动抽拉式组合边坡坡面模型装置，其特征在于：所述基架(25)包括成对设置的钢立架(12)以及可拆卸连接在每对所述钢立架(12)之间的若干连接横梁(13)；所述连接横梁(13)预制为不同规格长度以满足不同规模试验坡面需求；不同对钢立架(12)之间通过框架连接件(32)连接为一个整体。
...【技术特征摘要】
1.一种可移动抽拉式组合边坡坡面模型装置，其特征在于：包括坡面系统和与所述坡面系统配套的局部坡面更换装置；
2.根据权利要求1所述的可移动抽拉式组合边坡坡面模型装置，其特征在于：所述坡面箱(31)内设置有口袋(34)，所述口袋(34)上部开口且可通过抽绳收口；坡面材料盛装在所述口袋(34)中；所述口袋(34)开口高于坡面箱(31)上边缘15cm～18cm；
3.根据权利要求1所述的可移动抽拉式组合边坡坡面模型装置，其特征在于：所述提升框架(28)包括框架板(29)和垂直设置在所述框架板(29)上的若干限位板(8)，所述限位板(8)沿框架板(29)的长度方向间隔布置，每个所述限位板(8)沿框架板(29)的宽度方向延伸；相邻两个限位板(8)之间形成用于放置所述坡面箱(31)的限位空间；所述坡面箱(31)可从所述限位空间的侧面进出。
4.根据权利要求3所述的可移动抽拉式组合边坡坡面模型装置，其特征在于：所述坡面箱(31)下部为内凹结构，所述内凹结构的纵向两侧安装有侧面滑轮(2)和底部滑轮(3)，所述内凹结构的横向两侧设置有内凹的活动把手(1)；所述坡面箱(31)进出所述限位空间时，所述侧面滑轮(2)沿所述限位板(8)行走，所述底部滑轮(3)沿所述框架板(29)行走。
5.根据权利要求3所述的可移动抽拉式组合边坡坡面模型装置，其特征在于：所述限位板(8)的横向两端可拆卸的设置有侧板(10)，每一排所述坡面箱(31)被侧板(10)约束在所述限位空间内。
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：王庭辉，姬中民，胡盛明，李振华，伍法权，伍劼，乔磊，周淼，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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