本實用新型屬于土木工程技術領域，涉及一種邊坡室內模型試驗裝置，尤其涉及一種基于PIV的多功能邊坡室內模型試驗裝置。

背景技術：

自然界中，因地震和降雨觸發(fā)的滑坡地質災害屢見不鮮，嚴重威脅到人類生命與財產安全。鑒于目前對地震型和降雨型滑坡認識的不足，通過邊坡室內模型試驗深入分析地震和降雨作用對邊坡失穩(wěn)破壞規(guī)律的影響，必將提高對邊坡失穩(wěn)的形成-運動-致災機理的深刻認知。而已有邊坡模型試驗裝置精度低，技術手段單一，因此設計一種高精度、多功能的邊坡模型試驗裝置尤為重要。

技術實現(xiàn)要素：

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種精度較高、功能較多、操作方便的邊坡室內模型試驗裝置，既能模擬地震對邊坡破壞的影響，又能模擬降雨對邊坡破壞的影響，還能模擬坡率對邊坡破壞的影響。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種基于PIV的多功能邊坡室內模型試驗裝置，其特征在于：所述基于PIV的多功能邊坡室內模型試驗裝置包括振動臺、螺桿支架、模型箱、電機以及PIV測試系統(tǒng)；所述電機與振動臺相連并驅動振動臺工作；所述螺桿支架設置在振動臺上；所述模型箱設置在螺桿支架上；所述模型箱內設置有可打開式豎直擋板；所述模型箱與可打開式豎直擋板之間形成填樣空腔；所述模型箱是透明的且可傾斜的模型箱；所述PIV測試系統(tǒng)置于模型箱外側并與填樣空腔中的土樣從模型箱流出的方向相垂直。

作為優(yōu)選，本實用新型所采用的模型箱的內壁設置有凹槽；所述可打開式豎直擋板通過凹槽設置在模型箱中。

作為優(yōu)選，本實用新型所采用的豎直擋板與模型箱的內壁相接觸的部位填充有透明硅膠。

作為優(yōu)選，本實用新型所采用的PIV測試系統(tǒng)包括高速攝像機以及與高速攝像機相連的計算機；所述高速攝像機置于模型箱外側并與填樣空腔中的土樣從模型箱流出的方向相垂直；所述高速攝像機底部設置有三角支架。

作為優(yōu)選，本實用新型所采用的基于PIV的多功能邊坡室內模型試驗裝置還包括設置在螺桿支架頂部的降雨系統(tǒng)。

作為優(yōu)選，本實用新型所采用的降雨系統(tǒng)包括導流管以及設置在導流管上的淋雨噴頭；所述淋雨噴頭置于模型箱的正上方。

作為優(yōu)選，本實用新型所采用的導流管上設置有供水閥。

作為優(yōu)選，本實用新型所采用的導流管呈S型或之字形。

作為優(yōu)選，本實用新型所采用的振動臺上設置有振動臺開關、速率控制按鈕以及時間控制按鈕。

本實用新型的優(yōu)點是：

本實用新型提供了一種基于PIV的多功能邊坡室內模型試驗裝置，包括振動臺、螺桿支架、模型箱、電機以及PIV測試系統(tǒng)；電機與振動臺相連并驅動振動臺工作；螺桿支架設置在振動臺上；模型箱設置在螺桿支架上；模型箱內設置有可打開式豎直擋板；模型箱與可打開式豎直擋板之間形成填樣空腔；模型箱是透明的且可傾斜的模型箱；PIV測試系統(tǒng)置于模型箱外側并與填樣空腔中的土樣從模型箱流出的方向相垂直。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型所述的基于PIV的多功能邊坡室內模型試驗裝置，引入PIV高精度測量技術，綜合考慮振動、降雨和坡率等影響因素，其可模擬不同觸發(fā)因素下的邊坡，解決了現(xiàn)有邊坡模型試驗精度低、測量結果單一等問題。

附圖說明

圖1是本實用新型所提供的基于PIV的多功能邊坡室內模型試驗裝置的結構示意圖；

圖2是本實用新型所采用的降雨系統(tǒng)的結構示意圖；

其中：

1-振動臺；2-螺桿支架；3-模型箱；4-降雨系統(tǒng)；5-PIV測試系統(tǒng)；6-電機；7-振動臺開關；8-速率控制按鈕；9-時間控制按鈕；10-可打開式豎直擋板；11-供水閥；12-導流管；13-淋雨噴頭；14-高速攝像機；15-計算機。

具體實施方式

下面結合具體的實施例對本實用新型所述的基于PIV的多功能邊坡室內模型試驗裝置做進一步說明，但是本實用新型的保護范圍并不限于此。

參見圖1以及圖2，本實用新型提供了一種基于PIV的多功能邊坡室內模型試驗裝置，基于PIV的多功能邊坡室內模型試驗裝置包括振動臺1、螺桿支架2、模型箱3、電機6以及PIV測試系統(tǒng)5；電機6與振動臺1相連并驅動振動臺1工作；螺桿支架2設置在振動臺1上；模型箱3設置在螺桿支架2上；模型箱3內設置有可打開式豎直擋板10；模型箱3與可打開式豎直擋板10之間形成填樣空腔；模型箱3是透明的且可傾斜的模型箱；PIV測試系統(tǒng)5置于模型箱3外側并與填樣空腔中的土樣從模型箱3流出的方向相垂直。

模型箱3的內壁設置有凹槽；可打開式豎直擋板10通過凹槽設置在模型箱3中；豎直擋板10與模型箱3的內壁相接觸的部位填充有透明硅膠。

PIV測試系統(tǒng)5包括高速攝像機14以及與高速攝像機14相連的計算機15；高速攝像機14置于模型箱3外側并與填樣空腔中的土樣從模型箱3流出的方向相垂直；高速攝像機14底部設置有三角支架。

基于PIV的多功能邊坡室內模型試驗裝置還包括通過螺母設置在螺桿支架2頂部的降雨系統(tǒng)4。降雨系統(tǒng)4包括導流管12以及設置在導流管12上的淋雨噴頭13；淋雨噴頭13置于模型箱3的正上方；導流管12上設置有供水閥11；導流管12呈S型或之字形。

振動臺1上設置有振動臺開關7、速率控制按鈕8以及時間控制按鈕9。

實施例1

開展振動條件下室內邊坡模型試驗時，具體步驟為：1)進行邊坡室內模型試驗時，將模型箱3水平放置，安裝可打開式豎直擋板10，并用透明硅膠密封其接縫部位；2)在模型箱3與可打開式豎直擋板10形成的內接箱中裝滿土樣；3)打開PIV測試系統(tǒng)5；4)調節(jié)螺旋支架2的支撐長度，將透明模型箱3的一側抬起使其與水平成一定角度，快速抽掉可打開式豎直擋板10使土樣產生側向流動；5)接通電機6電源，打開振動臺開關7，通過速率控制按鈕8和時間控制按鈕9控制振動頻率和振動持時，通過PIV測試系統(tǒng)5中的高速攝像機14捕捉振動條件下土樣的流動速度、流動距離等參數(shù)；6)通過PIV系統(tǒng)5的計算機15分析研究振動對土質邊坡動力學特性的影響。

實施例2

開展降雨條件下室內邊坡模型試驗時，具體步驟為：1)進行邊坡室內模型試驗時，將模型箱3水平放置，安裝可打開式豎直擋板10，并用透明硅膠密封其接縫部位；2)在模型箱3與可打開式豎直擋板10形成的內接箱中裝滿土樣；3)打開PIV測試系統(tǒng)5；4)調節(jié)螺旋支架2的支撐長度，將透明模型箱3的一側抬起使其與水平成一定角度，快速抽掉可打開式豎直擋板10使土樣產生側向流動；5)打開降雨系統(tǒng)4的供水閥11，調節(jié)降雨量開始降雨試驗，通過PIV測試系統(tǒng)5中的高速攝像機14捕捉降雨條件下土樣的流動速度、流動距離等參數(shù)；6)通過PIV測試系統(tǒng)5中的計算機15分析研究降雨對土邊坡動力學特性的影響。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型基于PIV的多功能邊坡室內模型試驗裝置引入高精度的測量裝置，即PIV測試系統(tǒng)，并綜合考慮振動、坡率、降雨等多方面因素對邊坡的影響，操作簡便、精度較高、功能多樣，解決了現(xiàn)有邊坡模型試驗精度低、測量結果單一等問題。