高位滑坡组合防护试验装置

技术领域

本发明涉及自然灾害防护技术领域，具体而言，涉及高位滑坡组合防护试验装置。

背景技术

高位滑坡是一种突发性的地质现象，往往伴随着灾害发生，其诱发因素有多种，主要是降雨作用、地震作用以及人工开挖等引起，常常产生严重的经济财产损失以及人民群众的伤亡，而且妨碍了经济的持续性发展。对山体滑坡机理的研究工作中，使用的方法主要分为：现场勘查与试验、现场检测、理论分析与数值计算，以及物理模型试验等方法。由于滑坡形成机理的复杂性，使得采用物理模型试验已成为再现滑坡发生的重要研究手段之一。

滑坡模型试验装置是针对滑坡特征作为研究对象进行试验，现有的大部分试验装置只是针对降雨量大小对滑坡产生的影响，其试验结果只是针对某一固定位置，不能根据不同地理位置检测防护工程的实用性。

发明内容

为了弥补以上不足，本发明提供了高位滑坡组合防护试验装置，旨在改善现有的大部分试验装置只是针对降雨量大小对滑坡产生的影响，其试验结果只是针对某一固定位置，不能根据不同地理位置检测防护工程的实用性的问题。

本发明是这样实现的：

本发明提供高位滑坡组合防护试验装置包括安装组件、升降组件、防护组件和加固组件，所述安装组件实现设备的安装和固定，所述升降组件实现模拟现实山体的高度，根据试验改变高度，所述防护组件实现模拟滑坡发生时的阻挡，所述加固组件实现对防护组件的加强功能。

其中，所述安装组件包括第一箱体、第二箱体、第一固定杆、放置板和喷水头，所述第二箱体固定安装于所述第一箱体上，所述第一固定杆的一端固定安装于所述第一箱体一端，所述第一固定杆的另一端固定安装于所述第二箱体内的一端，所述放置板设置于所述第一箱体上，所述喷水头固定安装于所述第二箱体上；

所述升降组件包括电机、第一丝杆、传动块、连接块和铰链，所述电机固定安装于所述第一箱体内一端，所述第一丝杆的一端固定安装于所述电机上，所述第一丝杆的另一端转动安装于所述第一固定杆内，所述传动块传动安装于所述第一丝杆上，所述连接块固定安装于所述传动块上，所述铰链的一端固定安装于所述连接块上，所述铰链的另一端固定安装于所述放置板的一侧。

所述防护组件包括固定箱、第二固定杆、第三固定杆、第一安装板和第二安装板，所述固定箱固定安装于所述第一箱体上，所述第二固定杆的一端固定安装于所述固定箱的一端，所述第三固定杆的一端固定安装于所述固定箱远离所述第二固定杆的一端，所述第一安装板设置于所述第二固定杆一侧，所述第二安装板设置于所述第三固定杆的一侧，所述第一安装板与所述第二安装板之间固定安装有防护板。

所述加固组件包括第三安装板、第一固定座、加固杆、第二固定座和底座，所述第三安装板固定安装于所述固定箱内的一端，所述第一固定座固定安装于所述第三安装板的一侧，所述加固杆的一端转动安装于所述第一固定座上，所述第二固定座转动安装于所述加固杆远离所述第一固定座的一端，所述底座的一侧固定安装于所述第二固定座上。

在本发明的一种实施例中，所述第一箱体上开设有过孔，所述第一丝杆通过所述过孔贯穿所述第一箱体。

在本发明的一种实施例中，所述第一固定杆上开设有限位槽，所述连接块能够容置于所述限位槽，并能够沿着所述限位槽滑动。

在本发明的一种实施例中，所述第一箱体上开设有过水槽。

在本发明的一种实施例中，所述放置板的两侧设置有挡板。

在本发明的一种实施例中，所述加固组件的数量设置为两个，且两个所述加固组件分别固定安装于所述固定箱内的两端。

在本发明的一种实施例中，所述底座上固定安装有垫片。

在本发明的一种实施例中，所述第一安装板与所述第二安装板呈倾斜放置。

在本发明的一种实施例中，所述第一固定座、所述加固杆、所述第二固定座和所述底座的数量设置为三个，且沿所述第三安装板呈周向均匀分布。

在本发明的一种实施例中，所述第二箱体可选用透明材料制作。

在本发明的一种实施例中，还包括第一调节组件，所述第一调节组件包括转轴、第一锥齿轮、第二锥齿轮、固定轴、第二丝杆、第四安装板和滑动部，所述转轴转动安装于所述第二箱体上，所述第一锥齿轮固定安装于所述转轴的一端，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮传动连接，所述固定轴的一端固定安装于所述第二锥齿轮上，所述固定轴的另一端转动安装于所述第三安装板上，所述第二丝杆传动安装于所述固定轴内，所述第四安装板的固定安装于所述第二丝杆的一端，所述滑动部的一端设置于所述第四安装板上，所述滑动部的另一端设置于所述加固杆上；

第二调节组件，所述第二调节组件包括齿轮、齿条、第一连接轴和第二连接轴，所述齿轮固定安装于所述转轴上，所述齿条与所述齿轮传动连接，且所述齿条滑动安装于所述第二箱体内，所述第一连接轴的一端固定安装于所述齿条的一端，所述第一连接轴的另一端固定安装于所述第一安装板的一端，所述第二连接轴的一端固定安装于所述第一安装板远离所述第一连接轴的一端，所述第二连接轴的另一端滑动安装于所述第二箱体上。

在本发明的一种实施例中，所述滑动部包括第三固定座、顶轴和滑动块，所述第三固定座固定安装于所述第四安装板的一侧，所述顶轴的一端固定安装于所述第三固定座上，所述滑动块的一端固定安装于所述顶轴远离所述第三固定座的一端，所述滑动块的另一端滑动安装于所述加固杆上。

在本发明的一种实施例中，加固杆上开设有滑槽，所述滑动块能够容置于所述滑槽，并能够沿着所述滑槽滑动。

在本发明的一种实施例中，所述滑动部的数量设置为三个，且呈周向均匀分布于所述第四安装板上。

在本发明的一种实施例中，所述转轴的一端固定安装有转把。

在本发明的一种实施例中，所述第二箱体上固定安装有刻度板。

本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的高位滑坡组合防护试验装置，使用时，启动电机，进而电机带动第一丝杆旋转，传动块传动安装于第一丝杆，进而第一丝杆带动传动块上下移动，进而传动块带动连接块上下移动，进而连接块带动铰链上下移动，进而铰链带动放置板上下移动，通过上述装置实现模拟不同角度的滑坡区域，通过喷水头降水，对放置板的边坡体进行喷淋以模拟自然降水的降雨现象，从而实现了模拟在降雨的作用下边坡体滑坡的过程；第一安装板与第二安装板之间固定安装防护板，固定在第二固定杆与第三固定杆之间，通过加固组件的组合加固防护作用，观察发生滑坡的过程，一方面可以通过改变降雨量的大小或者降雨时间的长短，观察对边坡体的影响和滑坡发生的状态，以及防护板的防护作用及防护时长，进而可以根据实际降雨量，对防护板的承重力做出改变，以及在实际灾害发生时，提前制定防护计划。通过上述装置可反复进行试验，增加数据的准确性，同时可以通过升降组件检测不同高位的滑坡现象及防护处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施方式提供的高位滑坡组合防护试验装置整体立体结构示意图；

图2为本发明实施方式提供的高位滑坡组合防护试验装置箱体内部立体结构示意图；

图3为本发明实施方式提供的高位滑坡组合防护试验装置升降组件立体示意图；

图4为本发明实施方式提供的高位滑坡组合防护试验装置升降组件爆炸立体结构示意图；

图5为本发明实施方式提供的高位滑坡组合防护试验装置防护组件立体结构示意图；

图6为本发明实施方式提供的高位滑坡组合防护试验装置加固组件立体结构示意图；

图7为本发明实施方式提供的高位滑坡组合防护试验装置第一调节组件立体结构示意图一；

图8为本发明实施方式提供的高位滑坡组合防护试验装置第一调节组件立体结构示意图二；

图9为本发明实施方式提供的高位滑坡组合防护试验装置第二调节组件立体结构示意图一；

图10为本发明实施方式提供的高位滑坡组合防护试验装置敌人调节组件立体结构示意图二。

图中：100-安装组件；110-第一箱体；111-过孔；112-过水槽；120-第二箱体；121-刻度板；130-第一固定杆；131-限位槽；140-放置板；150-喷水头；200-升降组件；210-电机；220-第一丝杆；230-传动块；240-连接块；250-铰链；300-防护组件；310-固定箱；320-第二固定杆；330-第三固定杆；340-第一安装板；350-第二安装板；400-加固组件；410-第三安装板；420-第一固定座；430-加固杆；431-滑槽；440-第二固定座；450-底座；451-垫片；500-第一调节组件；510-转轴；511-转把；520-第一锥齿轮；530-第二锥齿轮；540-固定轴；550-第二丝杆；560-第四安装板；570-滑动部；571-第三固定座；572-顶轴；573-滑动块；600-第二调节组件；610-齿轮；620-齿条；630-第一连接轴；640-第二连接轴。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

请参阅图1和图2，本发明提供一种技术方案：高位滑坡组合防护试验装置，包括安装组件100、升降组件200、防护组件300和加固组件400，安装组件100实现设备的安装和固定，升降组件200实现模拟现实山体的高度，根据试验改变高度，防护组件300实现模拟滑坡发生时的阻挡，加固组件400实现对防护组件300的加强功能。

请参阅图1和图2，安装组件100包括第一箱体110、第二箱体120、第一固定杆130、放置板140和喷水头150，第二箱体120的下表面通过螺栓固定安装于第一箱体110的上表面，第二箱体120可选用透明材料制作，方便进行观察和记录试验数据，第一固定杆130的下端通过螺栓固定安装于第一箱体110的上表面左端，第一固定杆130的上端通过螺栓固定安装于第二箱体120内的左端，放置板140设置于第一箱体110的上表面，在具体设置时，放置板140的两侧设置有挡板，增加放置板140整体高度，进而可以根据实际比例增减用土质量，喷水头150通过螺栓固定安装于第二箱体120上，由喷水头150将水喷洒到试验装置的边坡体上，以模拟不同强度的降雨，在具体实施中，第一箱体110上开设有过水槽112，用于排出滞留在试验箱内的积水。

请参阅图3和图4，升降组件200包括电机210、第一丝杆220、传动块230、连接块240和铰链250，电机210通过螺栓固定安装于第一箱体110内左端，第一丝杆220的下端通过键固定安装于电机210的输出轴端部，第一箱体110上开设有过孔111，第一丝杆220通过过孔111贯穿第一箱体110，第一丝杆220的上端转动安装于第一固定杆130内，传动块230传动安装于第一丝杆220上，连接块240通过焊接固定安装于传动块230上，第一固定杆130上开设有限位槽131，连接块240能够容置于限位槽131，并能够沿着限位槽131滑动，限位槽131起到限位和保护的作用，铰链250的左端通过焊接固定安装于连接块240上，铰链250的另一端通过焊接固定安装于放置板140的左侧，放置板140的右侧转动安装于第一箱体110的上表面。通过上述装置改变放置板140的倾斜程度，建立满足几何相似条件下的模型，测量同一降水量下滑坡产生的时间和破坏性，或者同一几何模型下不同降水量下滑坡产生的时间和破坏性。

请参阅图5，防护组件300包括固定箱310、第二固定杆320、第三固定杆330、第一安装板340和第二安装板350，固定箱310通过螺栓固定安装于第一箱体110的上表面，第二固定杆320的下端通过焊接固定安装于固定箱310的左端，第三固定杆330的下端通过螺栓固定安装于固定箱310的右端，第一安装板340设置于第二固定杆320的左侧，第二安装板350设置于第三固定杆330的左侧，第一安装板340与第二安装板350之间固定安装有防护板，在具体设置时第一安装板340与第二安装板350呈倾斜放置，提高防护板的牢固度和稳定性。通过上述装置模拟实际滑坡防护，观察滑坡对防护设施的破坏力，以便设计出实际所需要的防护设施及现场救援的措施，减少灾害的发生。

请参阅图6，加固组件400包括第三安装板410、第一固定座420、加固杆430、第二固定座440和底座450，第三安装板410通过螺栓固定安装于固定箱310内的左端，第一固定座420通过焊接固定安装于第三安装板410的一侧，加固杆430的上端转动安装于第一固定座420上，第二固定座440转动安装于加固杆430的下端，底座450的左侧通过焊接固定安装于第二固定座440上，在具体设置中，底座450上通过螺栓固定安装有垫片451，增加底座450的抓地力和摩擦力，加固组件400的数量设置为两个，且两个加固组件400分别固定安装于固定箱310内的两端，其中每一个加固组件400中的第一固定座420、加固杆430、第二固定座440和底座450的数量设置为三个，且沿第三安装板410呈周向均匀分布。通过上述装置利用三角形的稳定性远离，在地表下安装加固设施，增加防护设施的牢固性和稳定性。

需要说明的是，减少灾害的破坏损失，滑坡的发生常和水的作用有密切关系，水的作用，往往是引起滑坡的主要因素，因此消除和减轻水对边坡的危害及其重要，而在应对滑坡产生的灾害时，现有的大部分措施采用挡土墙、抗滑桩等工程措施进行防治。现有的大部分装置只是针对降雨量对边坡的影响作出相应试验，在实际建设防治工程时，没有具体的数据作为参考，不能在防护滑坡产生的灾害的同时最大程度的减少建造资源的浪费。

请参阅图7和图8，在本发明的一种实施例中，还包括第一调节组件500，第一调节组件500包括转轴510、第一锥齿轮520、第二锥齿轮530、固定轴540、第二丝杆550、第四安装板560和滑动部570，转轴510转动安装于第二箱体120上，转轴510的左端通过焊接固定安装有转把511，方便旋转转轴510，第二箱体120上通过焊接固定安装有刻度板121，转把511设置于刻度板121中间位置，在同时旋转第二箱体120两边的转把511时，可以根据刻度板121来做到同步进行，第一锥齿轮520通过键固定安装于转轴510的左端，第二锥齿轮530与第一锥齿轮520啮合传动连接，固定轴540的上端通过键固定安装于第二锥齿轮530上，固定轴540的下端转动安装于第三安装板410上，第二丝杆550传动安装于固定轴540内，第二丝杆550设置于第二固定杆320内，第四安装板560通过焊接固定安装于第二丝杆550的下端，滑动部570的一端设置于第四安装板560上，滑动部570的另一端设置于加固杆430上，滑动部570的数量设置为三个，且呈周向均匀分布于第四安装板560上。通过上述装置改变加固杆430的倾斜程度，进而增加加固组件400的牢固性。

请参阅图9和图10，第二调节组件600，第二调节组件600包括齿轮610、齿条620、第一连接轴630和第二连接轴640，齿轮610通过键固定安装于转轴510上，齿条620与齿轮610传动连接，且齿条620滑动安装于第二箱体120内，第一连接轴630的左端通过焊接固定安装于齿条620的左端，第一连接轴630的右端通过焊接固定安装于第一安装板340的下端，第二连接轴640的右端通过焊接固定安装于第一安装板340的上端，第二连接轴640的左端滑动安装于第二箱体120上。通过上述装置调节第一安装板340与第二固定杆320之间的间距，进而可以增加防护设施的厚度以应对更强的滑坡的灾害。

需要说明的是，通过转把511带动转轴510旋转同时带动第一调节组件500与第二调节组件600，在增加防护设施的厚度同时增大加固组件400的牢固性和稳定性，可根据比例进行调整加固组件400的角度，可进行多次试验，取得最优化试验结果，最大程度的减少滑坡带来的灾害同时减少不必要的资源浪费。

请参阅图6和图8，滑动部570包括第三固定座571、顶轴572和滑动块573，第三固定座571通过焊接固定安装于第四安装板560的一侧，顶轴572的上端通过间接固定安装于第三固定座571上，滑动块573的上端固定安装于顶轴572的下端，加固杆430上开设有滑槽431，滑动块573的下端能够容置于滑槽431，并能够沿着滑槽431滑动。

具体的，该高位滑坡组合防护试验装置的工作原理：启动电机210，进而电机210带动第一丝杆220旋转，传动块230传动安装于第一丝杆220，进而第一丝杆220带动传动块230上下移动，进而传动块230带动连接块240上下移动，进而连接块240带动铰链250上下移动，进而铰链250带动放置板140上下移动，通过上述装置实现模拟不同角度的滑坡区域，通过喷水头150降水，对放置板140的边坡体进行喷淋以模拟自然降水的降雨现象，从而实现了模拟在降雨的作用下边坡体滑坡的过程。

第一安装板340与第二安装板350之间固定安装防护板，固定在第二固定杆320与第三固定杆330之间，通过加固组件400的组合加固防护作用，观察发生滑坡的过程，一方面可以通过改变降雨量的大小或者降雨时间的长短，观察对边坡体的影响和滑坡发生的状态，以及防护板的防护作用及防护时长，进而可以根据实际降雨量，对防护板的承重力做出改变，以及在实际灾害发生时，提前制定防护计划。

旋转转把511，进而转把511带动转轴510旋转，进而转轴510带动第一锥齿轮520旋转，第二锥齿轮530与第一锥齿轮520啮合传动连接，进而第一锥齿轮520带动第二锥齿轮530旋转，进而第二锥齿轮530带动固定轴540旋转，进而固定轴540带动第二丝杆550上下移动，进而第二丝杆550带动第四安装板560上下移动，进而第四安装板560带动第三固定座571上下移动，进而第三固定座571带动顶轴572上下移动，进而顶轴572带动滑动块573在加固杆430上的滑槽431上下滑动，进而可以改变三个加固杆430的角度，增加牢固性。

同时转轴510带动齿轮610旋转，齿条620与齿轮610传动连接，进而齿轮610带动齿条620移动，进而齿条620带动第一连接轴630移动，进而第一连接轴630带动第一安装板340移动，进而第一安装板340带动第二连接轴640在第二箱体120上滑动，进而改变第一安装板340与第二固定杆320之间的间距，进而可以增加防护板的厚度，进而增加防护板的防护作用。

需要说明的是，电机210具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。

电机210的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。