TT-RSM1 降雨邊坡模型試驗系統(tǒng)
- 公司名稱 蘇州拓測儀器設(shè)備有限公司
- 品牌 其他品牌
- 型號 TT-RSM1
- 產(chǎn)地
- 廠商性質(zhì) 生產(chǎn)廠家
- 更新時間 2025/5/19 16:06:12
- 訪問次數(shù) 16
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產(chǎn)地類別 | 國產(chǎn) | 應(yīng)用領(lǐng)域 | 環(huán)保,化工,石油,能源,綜合 |
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降雨邊坡模型試驗系統(tǒng)
降雨邊坡模型試驗系統(tǒng)是針對巖土工程、地質(zhì)災(zāi)害防治及環(huán)境水文研究的專用實驗平臺,,主要用于模擬降雨條件下邊坡的滲流-變形-失穩(wěn)全過程,。該系統(tǒng)通過精確控制降雨參數(shù)、監(jiān)測土體響應(yīng)及捕捉破壞模式,,為滑坡預(yù)警和防護設(shè)計提供數(shù)據(jù)支撐,。以下是系統(tǒng)的核心組成、技術(shù)規(guī)范及典型試驗方法:
1. 系統(tǒng)核心組成
(1)模型箱與邊坡構(gòu)型
尺寸設(shè)計:
– 常規(guī)尺寸:2m(長)×1m(寬)×1.5m(高),,坡度可調(diào)(15°~60°),。
– 大型工程模擬:5m×3m×2.5m(可模擬多層地質(zhì)結(jié)構(gòu))。
材料特性:
– 透明亞克力側(cè)板(厚度≥20mm,,抗壓強度≥80MPa,,便于光學(xué)觀測),。
– 可更換基底(剛性鋼板或柔性土工膜,模擬不同邊界條件),。
(2)降雨模擬模塊
降雨系統(tǒng)類型:
– 噴嘴陣列式:覆蓋面積≥模型表面90%,,雨強5~200mm/h(模擬暴雨至持續(xù)小雨)。
– 滴灌控制式:單點精度±2%,,用于局部飽和試驗(如裂隙優(yōu)先流研究),。
水質(zhì)控制:
– 電導(dǎo)率≤50μS/cm(避免離子干擾),水溫可控(20±5℃),。
(3)監(jiān)測傳感器陣列
傳感器類型 | 測量參數(shù) | 精度要求 | 安裝方式 |
基質(zhì)吸力傳感器 | 土體負孔隙水壓 | ±1kPa(量程0~100kPa) | 埋入式(深度分層) |
微型土壓力計 | 土體內(nèi)部應(yīng)力 | ±0.5% FS | 水平/豎向網(wǎng)格布設(shè) |
激光位移掃描儀 | 坡面變形 | 分辨率0.1mm | 非接觸式頂部架設(shè) |
高分辨率攝像頭 | 表面裂縫發(fā)展 | 像素≥2000萬 | 多角度固定支架 |
含水率探頭(TDR) | 體積含水率 | ±2% | 垂向每20cm布設(shè) |
2. 典型試驗項目與規(guī)范
(1)均質(zhì)土坡降雨入滲試驗
試驗條件:
– 初始含水率10%~25%,,雨強50mm/h(持續(xù)至破壞)。
– 土體類型:砂質(zhì)黏土(滲透系數(shù)k=10ˉ5~10ˉ6 m/s),。
終止標準:
– 坡面出現(xiàn)貫通裂縫或位移速率≥5mm/min(GB/T 50123-2019),。
(2)層狀邊坡穩(wěn)定性試驗
模擬場景:
– 上層風(fēng)化土(k=10ˉ4m/s)覆蓋下層基巖(k=10ˉ8m/s)。
– 雨強梯度變化(如先50mm/h后100mm/h),。
監(jiān)測重點:
– 層間孔隙水壓突增(預(yù)警滑動面形成),。
(3)植被加固效應(yīng)測試
控制變量:
– 根系模擬(3D打印仿生根網(wǎng),抗拉強度1~5kN/m),。
– 對比裸坡與植被坡的臨界雨強差異(ASTM D6459),。
3. 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)指標
模塊 | 參數(shù) | 標準依據(jù) |
降雨均勻性 | 變異系數(shù)CV≤15% | ISO 15839 |
數(shù)據(jù)采樣頻率 | ≥10Hz(瞬態(tài)過程) | IEEE 1451.2 |
變形監(jiān)測精度 | 全場應(yīng)變誤差≤o.1% | ISRM建議方法 |
環(huán)境溫濕度控制 | 溫度±2℃,濕度±5% RH | ASTM E337-15 |
4. 數(shù)據(jù)與控制系統(tǒng)
軟件平臺:
– 基于LabVIEW或Python開發(fā),,集成PIV(粒子圖像測速)和DIC(數(shù)字圖像相關(guān))分析模塊,。
控制邏輯:
– 動態(tài)調(diào)節(jié)雨強(反饋式PID控制,依據(jù)含水率或位移閾值),。
數(shù)據(jù)輸出:
– 實時生成含水率-吸力-位移時空云圖,,自動標記破壞臨界點。
5. 安全與擴展功能
應(yīng)急保護:
– 自動排水系統(tǒng)(水位超限啟動,,響應(yīng)時間≤10s),。
擴展接口:
– 支持地震模擬臺耦合(振動頻率0.1~10Hz)。
– 可選配紅外熱成像(監(jiān)測滲流路徑溫度場變化),。
6. 典型應(yīng)用案例
1. 三峽庫區(qū)滑坡模擬:再現(xiàn)庫水位波動+降雨聯(lián)合誘發(fā)的復(fù)活機制(比尺1:50),。
2. 高速公路切坡穩(wěn)定性:對比不同支護方案(錨桿/格構(gòu)梁)的失效雨強閾值。
3. 臺風(fēng)暴雨工況研究:模擬短時強降雨(150mm/h)對殘積土邊坡的沖刷效應(yīng),。