测定岩质边坡稳定安全系数的模型试验装置的制作方法

1.本技术涉及边坡安全系数测定设备技术领域，尤其是涉及测定岩质边坡稳定安全系数的模型试验装置。


背景技术：

2.岩质边坡，是岩体在自然重力作用或人为作用而形成一定倾斜度的临空面。由于岩质边坡的失稳，不仅使坡体本身被结构破坏，威胁周围的已有建筑物，形成重大安全隐患，而且，由于岩质边坡的失稳，引发岩石的崩滑塌落对下部的建筑物以及人的生命财产安全造成不可估量的损失，所以岩质边坡的稳定性一直是岩土工程的重要研究内容之一。
3.边坡稳定性安全系数是指沿假定滑裂面的抗滑力与滑动力的比值，当该比值大于1时，坡体稳定；等于1时，坡体处于极限平衡状态；小于1时，边坡即发生破坏。
4.现在测定岩质边坡稳定安全系数时，一般是根据岩质边坡的地形特点以及软弱结构面的构造特性制作岩质边坡的模型，再将模型放置在测试装置内，通过人工控制气缸、千斤顶或者其他动力源转动测试装置来模拟现实中边坡失稳、滑动或者损坏时边坡的倾斜角。再通过人工测量出模型破坏时的倾斜角，将角度代入计算岩质边坡稳定安全系数公式中，计算出岩质边坡稳定安全系数。
5.针对上述中的相关技术，发明人认为采用上述的测试方式，难以在模型被破坏时，第一时间关闭动力源，导致倾斜角的获取与实际存在偏差。


技术实现要素：

6.为了使岩质边坡稳定安全系数测定更为精准，本技术提供测定岩质边坡稳定安全系数的模型试验装置。
7.本技术提供的测定岩质边坡稳定安全系数的模型试验装置采用如下的技术方案：测定岩质边坡稳定安全系数的模型试验装置，包括安装座，所述安装座安装有转动组件以及用于安装所述岩质边坡模型的放置件，所述转动组件与所述放置件固定连接，所述转动组件带动所述放置件转动，所述放置件上安装有用于检测所述岩质边坡模型是否失稳的检测组件，所述检测组件与所述转动组件电连接，所转动组件能接收和处理所述检测组件的信息，所述放置件上安装有角度测量组件。
8.通过采用上述技术方案，将岩质边坡模型安装在放置件内，调整检测组件位置从而对岩质边坡模型进行检测，启动转动组件，转动组件带动放置件转动，当检测组件检测到岩质边坡模型出现移动时，即岩质边坡模型出现失稳时，检测组件向转动组件发出信号，转动组件关闭，操作者读取角度测量组件上的数值，从而计算出岩质边坡稳定安全系数，提高岩质边坡稳定安全系数测定的精准度。
9.优选的，所述检测组件包括滑动连接在放置件上的连接件，所述连接件穿设在所述放置件上，所述连接上安装有红外线传感器，所述连接件上还铰接有定位板，所述红外线传感器与所述定位板正对，所述红外线传感器与所述定位板分别位于所述放置件两侧，所
述红外线传感器与所述转动组件电连接。
10.通过采用上述技术方案，将岩质边坡模型安装在放置件上，滑动连接件，使定位板与岩质边坡模型的边缘抵接，从而调整红外线传感器位置，开始测试时，转动定位板，使定位板与岩质边坡模型不发生接触，当岩质边坡模型出现移动时，即岩质边坡模型出现失稳时，岩质边坡模型会遮挡到红外线传感器，红外线传感器向转动组件发出信号，转动组件停止转动，从而能更加精准的检测出岩质边坡模型失稳时的倾斜角，提高岩质边坡稳定安全系数测定的精准度。
11.优选的，所述角度测量组件包括安装在放置件的转杆以及安装在安装座上的固定杆，所述转杆上固定连接有连接轴，所述连接轴与所述固定杆转动连接，所述固定杆固定连接有刻度盘，所述连接轴靠近所述刻度盘一端固定连接有指针，所述指针指向所述刻度盘的刻度。
12.通过采用上述技术方案，开始测试时，启动转动组件，转动组件带动放置件转动，放置件转动带动转杆转动，转杆带动连接轴转动，连接轴带动指针转动，方便读取放置件转动的角度，也更加精准，提高岩质边坡稳定安全系数测定的精准度。
13.优选的，所述安装座包括安装板，所述转动组件安装在所述安装板上，所述安装板上开设有导向槽，所述放置件上固定连接有固定轴，所述固定轴上安装有滚动件，所述滚动件与所述导向槽插接，所述滚动件与所述导向槽滑动连接。
14.通过采用上述技术方案，转动组件带动放置件转动时，滚动件沿着导向槽滑动，为放置件转动导向，同时加强放置件在转动时的稳定性，减少放置件转动时的晃动，降低岩质边坡模型失稳的准确性，提高岩质边坡稳定安全系数测定的精准度。
15.优选的，所述放置件上安装有模型垫板，所述岩质边坡模型与所述模型垫板之间存在有摩擦力。
16.通过采用上述技术方案，方便安装岩质边坡模型，同时也提高稳定性。
17.优选的，所述转动组件包括固定连接在所述安装座上的支撑板以及驱动件，所述红外线传感器与所述驱动件电连接，所述驱动件放置在所述支撑板上，所述支撑板上安装有加强板，所述加强板一端与所述支撑板固定连接，所述加强板另一端与所述安装座固定连接，所述驱动件与所述放置件固定连接。
18.通过采用上述技术方案，支撑板对驱动件起支撑作用，设置加强板对支撑板起支撑作用，减低驱动件启动时的晃动，降低支撑框转动时的晃动，提高岩质边坡稳定安全系数测定的精准度。
19.优选的，所述安装座上安装有承重板，所述承重板与所述转杆抵接。
20.通过采用上述技术方案，设置承重板方便在安装岩质边坡模型对放置件进行支撑，使放置件不易发生损坏。
21.优选的，所述放置件与所述模型垫板通过螺栓可拆卸连接。
22.通过采用上述技术方案，模型垫板与放置件可拆卸连接，在检测不同规格的岩质边坡模型时，方便更换不同规格的模型垫板。
23.优选的，所述放置件开设有滑槽，所述滑槽内安装有螺杆，所述放置件一端安装有动力件，所述动力件与所述螺杆固定连接，所述连接件包括螺纹连接在螺杆上的连接块，所述连接块两侧均安装有不少于两个的连接筒，不少于两根所述连接筒上均螺纹连接有安装
轴，不少于两根所述安装轴分别位于所述放置件两侧，所述红外线传感器安装在其中一个所述安装轴上，所述定位板铰接在另一个所述安装轴上。
24.通过采用上述技术方案，设置动力件带动螺杆转动，使驱动连接块滑动，方便调节红外线传感器以及定位板在放置件上的位置，方便对岩质边坡模型的失稳进行检测，设置连接筒螺纹连接有安装轴，方便根据不同规格模型垫板调整红外线传感器与定位板的位置，提高适应性。
25.优选的，所述放置件上滑动连接有不少于两组的检测组件，不少于两组所述检测组件分别沿所述放置件的竖直方向以及所述放置件的水平方向滑动。
26.通过采用上述技术方案，设置不少于两组的检测组件，以及在放置件上沿不同方向进行滑动，从而能从两个不同的方向对岩质边坡模型的失稳进行检测，使检测更为精准，减少误差。
27.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.将岩质边坡模型安装在放置件内，调整检测组件位置从而对岩质边坡模型进行检测，启动转动组件，转动组件带动放置件转动，当检测组件检测到岩质边坡模型出现移动时，即岩质边坡模型出现失稳时，检测组件向转动组件发出信号，转动组件关闭，操作者读取角度测量组件上的数值，从而计算出岩质边坡稳定安全系数，提高岩质边坡稳定安全系数测定的精准度。
28.2.将岩质边坡模型安装在放置件上，滑动连接件，使定位板与岩质边坡模型的边缘抵接，从而调整红外线传感器位置，开始测试时，转动定位板，使定位板与岩质边坡模型不发生接触，当岩质边坡模型出现移动时，即岩质边坡模型出现失稳时，岩质边坡模型会遮挡到红外线传感器，红外线传感器向转动组件发出信号，转动组件停止转动，从而能更加精准的检测出岩质边坡模型失稳时的倾斜角，提高岩质边坡稳定安全系数测定的精准度。
29.3.转动组件带动放置件转动时，滚动件沿着导向槽滑动，为放置件转动导向，同时加强放置件在转动时的稳定性，减少放置件转动时的晃动，降低岩质边坡模型失稳的准确性，提高岩质边坡稳定安全系数测定的精准度。
附图说明
30.图1是测定岩质边坡稳定安全系数的模型试验装置整体结构示意图。
31.图2是放置件、检测组件以及角度测量组件的结构示意图。
32.图3是检测组件结构示意图。
33.图4是图1中a的放大图。
34.图5是测定岩质边坡稳定安全系数的模型试验装置侧视图。
35.附图标记说明：1、岩质边坡模型；2、模型垫板；3、安装座；31、安装板；32、三角架；33、导向槽；34、限位片；35、承重板；4、放置件；41、放置框；42、连接板；43、固定轴；44、滚动件；45、滑槽；46、螺杆；47、动力件；5、检测组件；51、连接件；511、连接块；512、连接筒；513、安装轴；52、红外线传感器；53、定位板；54、横板；55、限位板；6、转动组件；61、支撑板；62、加强板；63、驱动件；7、角度测量组件；71、刻度盘；72、指针；73、连接轴；74、转杆；75、固定杆。
具体实施方式
36.以下结合附图1-图5对本技术作进一步详细说明。
37.本技术实施例公开了测定岩质边坡稳定安全系数的模型试验装置。参照图1，包括岩质边坡模型1以及安装座3，安装座3安装有转动组件6以及用于安装岩质边坡模型1的放置件4，转动组件6与放置件4固定连接，转动组件6带动放置件4转动，放置件4上安装有用于检测岩质边坡模型1是否失稳的检测组件5，转动组件能接收和处理检测组件的信息，检测组件5与转动组件6电连接。放置件4上安装有角度测量组件7。当检测组件5监测到岩质边坡模型1失稳时，检测组件5向转动组件6发送信号，转动组件6停止带动放置件4转动，操作者读取角度测量组件7上的角度值，从而计算出岩质边坡稳定安全系数，提高岩质边坡稳定安全系数测定的精准度。
38.参照图1和图2，放置件4包括放置框41以及两块连接板42，放置框41纵截面呈正方形，两块连接板42固定于连接在放置框41相临的两面上，转杆74固定连接在靠近转动组件6的连接板42上。放置框41可拆卸连接有模型垫板2，模型垫板2与岩质边坡模型1之间具有摩擦力，提高安装岩质边坡模型1的稳定性。放置框41与模型垫板2通过螺栓可拆卸连接。在模拟测试不同的岩质边坡模型1时，方便更换不同规格的模型垫板2。
39.参照图2，两个连接板42均开设有滑槽45，两个连接板42均转动连接有螺杆46，螺杆46位于滑槽45内，螺杆46沿连接板42长度方向设置，连接板42一端安装有动力件47，在本实施例中，动力件47设置为伺服电机，在其他实施方式中还可以是旋转气缸。伺服电机的电机轴与螺杆46固定连接，伺服电机带动螺杆46转动。
40.参照图2，检测组件5设置不少于两组，在本实施例中，检测组件5设置有两组，在其他实施方式中还可以是三组或者是四组。检测组件5与螺杆46滑动连接，两组检测组件5分别沿放置框41的竖直方向以及放置件4的水平方向滑动。
41.参照图2，检测组件5包括螺纹连接在螺杆46上的连接件51，连接件51穿设于连接板42，连接件51固定连接有红外线传感器52，连接件51还铰接有定位板53，红外线传感器52与定位板53正对，红外线传感器52与定位板53分别位于放置框41两侧，两个红外线传感器52与转动组件6电连接。
42.参照图2，两个红外线传感器52分别为第一红外线传感器和第二红外线传感器，第一红外线传感器安装在沿放置框41的水平方向滑动的连接件51上，第二红外线传感器安装在沿放置框41的竖直方向滑动的连接上。
43.参照图1和图2，当岩质边坡模型1安装在模型垫板2时，第一红外线传感器发出的红外光束沿模型垫板2与岩质边坡模型1的交点射出。第二红外线传感发出的红外光束被岩质边坡模型1远离模型垫板2一端遮盖。当岩质边坡模型1出现移动时，即岩质边坡模型1出现失稳时，岩质边坡模型1会遮挡第一红外线传感器的发射端或者不遮挡第二红外线传感器发射端，当其中一个红外线传感器52感受发射端的变化时，会向转动组件6发出信号，转动组件6停止转动，从而能更加精准的检测出岩质边坡模型1失稳时的倾斜角，提高岩质边坡稳定安全系数测定的精准度。
44.参照图2和图3，连接件51包括螺纹连接在螺杆46上的连接块511，连接块511两侧均固定连接有不少于两个连接筒512，在本实施例中，连接筒512设置有两个，在其他实施方式中还可以是三个或者是四个。两个连接筒512分别位于连接块511的两侧，两个连接筒512
上均螺纹连接有安装轴513，安装轴513穿插在连接筒512内。两根安装轴513分别位于放置框41两侧，两根安装轴513均呈“l”字形，红外线传感器52固定连接在其中一个安装轴513上，定位板53铰接在另一个安装轴513上。从而方便根据不同规格模型垫板2调整红外线传感器与定位板53的位置，提高适应性。
45.参照图2和图3，连接件51中的两根安装轴513上均安装有横板54，横板54一端与安装轴513固定连接，横板54另一端朝靠近放置框41方向延伸，横板54上固定连接有限位板55。其中一块限位板55靠近放置框41一面与红外线传感器52的发射端口位于同一平面。另一块限位板55与定位板53抵接且垂直。两块限位板55分别与放置框41两侧抵接。设置限位板55方便调节红外线传感器52的位置，以及限制限位板55转动。
46.参照图1和图4，角度测量组件7包括固定连接在靠近连接板42上的转杆74，转杆74与模型垫板2平行。安装座3上安装有固定杆75，固定杆75两端均与安装座3固定连接，固定杆75中部与安装座3之间设有空隙。转杆74与固定杆75部分重叠，固定杆75安装有连接轴73，连接轴73一端与固定杆75转动连接，连接轴73另一端与转杆74固定连接。固定杆75还固定连接刻度盘71，刻度盘71围绕连接轴73的外周设置，连接轴73远离安装座3一端固定连接有指针72，指针72指向与刻度盘71的刻度，指针72随连接轴73转动，方便读取放置件4转动的角度。
47.参照图5，安装座3包括安装板31以及两个三角架32，安装板31呈长方体，两个三角架32与安装板31固定连接，两个三角架32均位于安装板31一端，两个三角架32以安装板31的中心线对称设置，固定杆75固定连接在安装板31上，转动组件6安装在安装板31上。
48.参照图5，转动组件6包括固定连接在安装板31上的支撑板61以及驱动件63，红外线传感器52与驱动件63电连接，在本实施中，驱动件63设置为转动电机，在其他实施方式中还可以是电缸，驱动件63的电机轴穿插在放置框41一端，转动电机的电机轴与放置框41一个边角固定连接。支撑板61位于安装板31远离放置框41一侧，转动电机固定于支撑板61上，支撑板61上安装有加强板62，加强板62一端与支撑板61固定连接，加强板62另一端与安装板31固定连接。支撑板61对驱动件63起支撑作用，加强板62对支撑板61起支撑作用，减低驱动件63启动时的晃动，降低支撑框转动时的晃动，提高岩质边坡稳定安全系数测定的精准度。
49.参照图1和图2，安装板31上开设有两条导向槽33，两条导向槽33呈圆弧状，放置框41没有安装驱动件63的三个角上均固定连接有固定轴43，固定轴43位于放置框41靠近安装板31一面，固定轴43上安装有滚动件44，在本实施例中，滚动件44设置为轴承，在其他实施方式中还可以是导向轮。三个滚动件44分别与两条导向槽33插接，滚动件44的内圈与固定轴43固定连接，滚动件44与导向槽33抵接且滑动连接。导向槽33长度可根据实际测试情况开设，安装板31可根据实际情况设置。滚动件44沿着导向槽33滑动，为放置件4转动导向，同时加强放置件4在转动时的稳定性，减少放置件4转动时的晃动，降低岩质边坡模型1失稳的准确性，提高岩质边坡稳定安全系数测定的精准度。
50.参照图1，两条导向槽33外侧固定连接有限位片34，限位片34围绕导向槽33的外周设置，限位片34与轴承抵接，限位片34靠近轴承一面光滑处理，设置限位片34使轴承早限位槽内滑动时，不易发生脱离。
51.参照图1和图2，安装板31上安装有承重板35，承重板35呈长方体状设置，承重板35
一端与安装板31固定连接，承重板35另一端朝远离安装板31所在方向延伸，承重板35与转杆74抵接，转杆74设有圆角，设置承重板35方便在安装岩质边坡模型1对放置框41进行支撑，使放置框41不易发生损坏。
52.本实施例中的测定岩质边坡稳定安全系数的模型试验装置原理如下：将岩质边坡模型1安装在模型垫板2，开启动力件47，动力件47带动螺杆46转动，使用定位板53调整红外线以及定位板53的位置，第一红外线传感器发出的红外光束沿模型垫板2与岩质边坡模型1的交点射出。第二红外线传感发出的红外光束被岩质边坡模型1远离模型垫板2一端遮盖。开始测试时，转动定位板53，使定位板53与岩质边坡模型1不接触，启动驱动件63，驱动件63带动放置框41转动，转动框带动转杆74转动，转杆74带动连接轴73转动，连接轴73带动指针72转动。
53.当岩质边坡模型1出现移动时，即岩质边坡模型1出现失稳时，岩质边坡模型1会遮挡第一红外线传感器52的发射端或者不遮挡第二红外线的发射端，当其中一个红外线传感器52感受发射端的变化时，红外线传感器52回向转动组件6发出信号，驱动件63关闭，读取刻度盘71上的角度，能更加精准的检测出岩质边坡模型1失稳时的倾斜角，从而计算出岩质边坡稳定安全系数更为精准。
54.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。