一种滑坡物理模型试验手动抬升式自重加载装置，包括底板、升降机构、角度调节机构和推力加载机构；升降机构位于底板上，升降机构上端连接角度调节机构，用于驱动角度调节机构的升降；角度调节机构包括支撑板、滑动面板、螺杆、套筒和水平旋钮，支撑板与升降机构的上端连接，支撑板的前端与滑动面板的前端铰接，螺杆支设于支撑板的后端，螺杆上部套有套筒且二者螺纹连接，螺杆的下端与水平旋钮的端部通过锥齿轮啮合，用于通过水平旋钮的旋转带动螺杆转动，套筒的顶端铰接有滑动连接块，滑动连接块与滑动面板的底面后部接触；推力加载机构包括用于承载重物的加载平台，加载平台的底面与滑动面板的顶面滑动配合、可沿滑动面板前后滑动。
【技术实现步骤摘要】
一种滑坡物理模型试验手动抬升式自重加载装置
本专利技术属于地质灾害模型试验领域，具体地指一种滑坡物理模型试验手动抬升式 自重加载装置。
技术介绍
滑坡物理模型试验属于地质力学模型试验的范畴，其理论起源于20世纪初期建 立的结构模型试验，目前已逐渐发展并延伸出了滑坡现场模型试验、滑坡底摩擦模型试验、 滑坡框架式模型试验、滑坡离心模型试验和滑坡综合模型试验等诸多研究方向。其中，滑坡 框架式模型试验是指在通常的重力场内，通过在框架模型槽内采用满足相似判据的相似材 料制作模型，在模型满足主要边界条件相似的情况下测量其变形和各力学特性参数。该试 验既能直观地观察到滑体在滑动过程中的运动特征，也能定量地获得滑坡的应力、应变、位 移等参数，可从定性和定量的角度阐明滑坡孕育和演化的机制。在滑坡框架式模型试验条件下，滑坡物理模型一般是在外力作用条件下发生变形 或破坏。外力作用的主要方式有机械震动或爆破形式模拟的地震波；改变框架内部水位 高度模拟库水位波动造成的渗流作用；降雨模拟器模拟降雨条件下的渗流作用；人工堆载 的方式在滑坡物理模型后缘提供滑坡推力；在滑坡后缘布置钢板，并在液压千斤顶或MTS 液压伺服推力装置作用下施加滑坡推力等。其中，对于滑坡物理模型后缘施加推力的方式还存在如下局限或缺陷(1)现有滑坡物理模型后缘的推力加载与控制系统往往结构复杂、操作繁琐，难以满足 快速、稳定、持续的滑坡后缘推力加载要求；(2)现有采用人工堆载的方式虽然可以在滑坡后缘施加稳定的作用力，但对滑坡推力 的大小及方向难以精确控制，所施加外力的边界条件与实际情况不符。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题就是提供一种滑坡物理模型试验手动抬升自重加载 装置，能够方便、快速地调整滑坡物理模型后缘加载推力的大小和方向，使施加的推力与滑 坡实际边界条件相符合，且加载力稳定持久。为解决上述技术问题，本专利技术提供的一种滑坡物理模型试验手动抬升式自重加载 装置，包括底板、升降机构、角度调节机构和推力加载机构；所述升降机构位于底板上，升降 机构上端连接角度调节机构，用于驱动角度调节机构的升降；所述角度调节机构包括支撑 板、滑动面板、螺杆、套筒和水平旋钮，支撑板与升降机构的上端连接，支撑板的前端与滑动 面板的前端铰接，所述螺杆支设于支撑板的后端，螺杆上部套有套筒且二者螺纹连接，螺杆 的下端与水平旋钮的端部通过锥齿轮啮合，用于通过水平旋钮的旋转带动螺杆转动，所述 套筒的顶端铰接有滑动连接块，滑动连接块与滑动面板的底面后部接触、起支撑滑动面板 的作用；所述推力加载机构包括用于承载重物的加载平台，加载平台的底面与滑动面板的 顶面滑动配合、可沿滑动面板前后滑动。上述技术方案中，所述升降机构包括一对相互哨合的齿条和齿轮、传动轴、相互哨合的蜗轮和蜗杆、摇柄、至少一对支撑条以及导向座，所述导向座固定于底板上，导向座的前部和后部分别设有竖向的导向槽，所述齿条和支撑条分别位于导向槽内，一对齿轮与蜗轮通过所述传动轴设置在导向座上，蜗杆与摇柄连接，用于在摇柄的带动下转动，所述支撑板与齿条和支撑条的顶端连接，用于通过齿条的升降驱动支撑板升降。进一步地，所述相互啮合的蜗轮和蜗杆满足自锁条件。上述技术方案中，所述加载平台的底面为光滑面，所述滑动面板的顶面两侧设有边棱，用于加载平台的导向，两个边棱分别设有一列孔且孔两两相对，相对的两孔内设置有滑杆，加载平台的底面与滑动面板的顶面通过所述滑杆滑动配合。上述技术方案中，所述加载平台的后端设有插锁，用于加载平台与滑动面板的临时固定。上述技术方案中，所述滑动面板的底面开有限位槽，所述滑动连接块位于限位槽内，用于滑动连接块的导向。上述技术方案中，所述支撑板中后部开有滑槽，滑槽内设有滑块，滑槽的一侧开有一列小孔，用于通过滑块上设置的小插锁固定滑块，所述螺杆和水平旋钮设置在滑块上，用于通过滑块在滑槽内的前后移动调整螺杆位置。上述技术方案中，所述螺杆和套筒满足自锁条件。上述技术方案中，所述支撑板前端与滑动面板铰接处安装有角度刻度盘，用于支撑板和滑动面板之间夹角的读数。上述技术方案中，所述底板下方设有若干行走轮。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于 (1)该加载装置可应用于滑坡框架式模型试验，通过后缘自重式可控加载模拟滑坡内部推力，实现滑坡非完整地质力学模型的研究，极大的减少了完整地质力学模型的制作强度； (2)该加载装置完全由手动调节实现，结构简单，易于操作，成本低廉； (3)该加载装置通过一组齿轮齿条结构和一个螺杆套筒结构实现了加载高度和加载角度的连续、精确、持续控制，使得施加的推力与实际边界条件符合良好； (4)该加载装置适用于不同高度下进行的滑坡物理模型推力加载，针对不同滑面高度的滑坡模型无需逐一制作不同高度的加载装置； (5)该加载装置适用于不同滑面角度的滑坡物理模型，无需逐一制作不同角度的加载装置； (6)该加载装置中加载平台的底面与滑动面板上的滑杆滑动配合使用，极大的减小了加载平台下滑过程中的摩擦阻力作用，有效地将自重荷载转换成推力； (7)该加载装置中加载平台的后端设有插锁，便捷地实现了加载平台与滑动面板的临时固定； (8)该加载装置作为一个独立体系，与滑坡物理模型框架分离，耐用性好、可重复使用； (9)由于该装置构件强度高、刚度大，构件偶尔出现破坏的可能性非常小，即便出现破损，也易于修理或更换；(10)底板下方行走轮的设置，便于整个装置的移动及运输；(11)该自重加载装置可广泛运用于包括岩土质滑坡、边坡等类型的地质力学模型试验 中的推力加载，应用前景广阔，经济效益显著。附图说明图I为本专利技术一个实施例的立体结构示意图。图2为图I装置的主视图。图3为图I装置的后视图。图4为图I装置的右视图。图5为图I装置旋转后的俯视图。图6为图I装置应用于滑坡框架式模型试验时的使用状态示意图。图中I一插锁，2—滑动面板，3—加载平台，4一滑动连接块，5—滑杆，6—套筒， 7—螺杆，8—水平旋钮，9一支撑板，10—轴承，11一滑块，12—小插锁，13—支撑条，14一齿 条，15一传动轴，16—蜗轮，17—齿轮，18—侧面轴承端盖，19一端面轴承端盖，20—摇柄， 21一导向座，22一底板,23一行走轮,24一蜗杆,25一试验框架,26一滑床,27一滑体,28一滑 带。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施例作进一步的详细描述。如图I至图5所示，本专利技术的一种滑坡物理模型试验手动抬升式自重加载装置，包 括底板22、升降机构、角度调节机构和推力加载机构，具体来说。底板22下方设有四个行走轮19，以便整个装置的移动。升降机构位于底板22上，本实施例的升降机构包括一对相互啮合的齿条14和齿 轮17、传动轴15、相互啮合的蜗轮16和蜗杆24、摇柄20、一对支撑条13以及导向座21。导 向座21固定于底板22上,导向座21的前部和后部分别设有两个竖向的导向槽,一对齿条 14位于导向座21后部的导向槽内，一对支撑条13位于导向座21前部的导向槽内。一对齿 轮17和蜗轮16共同固定在一根传动轴15上，传动轴15则通过轴承支设在导向座21上、 可绕其轴线转动。蜗杆24与摇柄20连接，可在摇柄20的带动下转动。本实施例的角度调节机构包括支撑板9、滑动面板本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种滑坡物理模型试验手动抬升式自重加载装置，其特征在于：包括底板（22）、升降机构、角度调节机构和推力加载机构；所述升降机构位于底板（22）上，升降机构上端连接角度调节机构，用于驱动角度调节机构的升降；所述角度调节机构包括支撑板（9）、滑动面板（2）、螺杆（7）、套筒（6）和水平旋钮（8），支撑板（9）与升降机构的上端连接，支撑板（9）的前端与滑动面板（2）的前端铰接，所述螺杆（7）支设于支撑板（9）的后端，螺杆（7）上部套有套筒（6）且二者螺纹连接，螺杆（7）的下端与水平旋钮（8）的端部通过锥齿轮啮合，用于通过水平旋钮（8）的旋转带动螺杆（7）转动，所述套筒（6）的顶端铰接有滑动连接块（4），滑动连接块（4）与滑动面板（2）的底面后部接触、起支撑滑动面板（2）的作用；所述推力加载机构包括用于承载重物的加载平台（3），加载平台（3）的底面与滑动面板（2）的顶面滑动配合、可沿滑动面板（2）前后滑动。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：唐辉明，易贤龙，雍睿，李长冬，胡新丽，马俊伟，夏浩，谭钦文，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：
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