一種含弱層缺陷型邊坡滑坡室內(nèi)模擬裝置及其測量方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種含弱層缺陷型邊坡滑坡室內(nèi)模擬裝置及方法，裝置包括邊坡模型、紅外熱成像儀、連續(xù)攝像機、信息調(diào)理器、計算機，紅外熱成像儀、連續(xù)攝像機分別于信息調(diào)理器相連接，信息調(diào)理器與計算機相連接，邊坡模型包括滑坡體、弱層、滑床、底座，滑床安裝在底座上，滑坡體與滑床相配合，弱層位于滑坡體與滑床之間，弱層下部設有加熱板，加熱板上連接有溫度傳感器和溫度控制器。本發(fā)明專利技術(shù)中邊坡模型制作方法可以敏銳地體現(xiàn)出邊坡中弱層對滑坡成災的關(guān)鍵影響作用，模型試驗過程采用連續(xù)攝像機技術(shù)和紅外熱成像技術(shù)對試驗全過程進行無縫記錄，試驗記錄結(jié)果直觀、信息量大，便于對試驗結(jié)果的處理、分析和研究。

Indoor simulation device and method for slope landslide with weak layer defect

The invention discloses a device and a method of simulation with the weak layer defect type landslide slope model, including indoor device, infrared thermal imager, continuous camera, information conditioner, computer, infrared thermal imager, continuous camera respectively in the information regulator connected information regulator is connected with the computer, the slope model including landslide, weak layer, sliding bed, a sliding bed is installed on the base, the landslide body is matched with the sliding bed layer is located between weak landslide and landslide bed, weak layer is arranged on the lower part of the heating plate, the heating plate is connected with a temperature sensor and a temperature controller. The slope model making method can sensitively reflects the role of slope weak layer key impact on the landslide disaster, continuous camera technology and infrared thermal imaging technology using model test process for seamless record of the whole process of test, test results recorded directly, a large amount of information, easy processing, analysis and study of the test results.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及滑坡模擬
，具體涉及一種含弱層缺陷型邊坡滑坡室內(nèi)模擬裝置及其測量方法。
技術(shù)介紹
滑坡地質(zhì)災害具有發(fā)生頻度高、范圍廣、危害大等特點，已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)造成了大量的人員傷亡和經(jīng)濟損失。僅2004年到2010年間，全球至少發(fā)生了2620次不同程度的山體滑坡，超過32322人在滑坡災害中喪失了寶貴的生命。我國擁有大面積的山區(qū)不利地形，加之雨季等惡劣氣象的影響，加劇了滑坡災害發(fā)生的規(guī)模和頻率，更容易造成人員傷亡和經(jīng)濟損失。滑坡災害越來越受到研究者的關(guān)注。邊坡模擬材料方面：傳統(tǒng)方法如采用水泥、石膏、重晶石粉、蒙脫石、鐵粉、石英砂、細砂、硼砂、甘油、有機質(zhì)、水為基本原料模擬邊坡材料。為了更好地實現(xiàn)相似材料特性的模擬，多數(shù)研究者更傾向于采用多種原料制作成試驗用復合材料的方法來模擬邊坡，優(yōu)點是每種原料容易獲得，缺點是需要對多種配比進行大量的實驗，才能確定各種原料最優(yōu)化配比。百分表是模型測量最常用的方法。含弱層型邊坡具有分布廣、巖體參數(shù)易受周圍環(huán)境的影響、穩(wěn)定性較低等特點，巖體參數(shù)對巖體強度和穩(wěn)定性具有極其關(guān)鍵的作用。因此含弱層型邊坡的研究對滑坡危害的防御與治理具有重要意義。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對上述
技術(shù)介紹
的不足，本專利技術(shù)提供了一種含弱層缺陷型邊坡滑坡室內(nèi)模擬裝置及其測量方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中對含弱層缺陷型邊坡研究的缺乏及溫度對弱層影響的研究的空缺。本專利技術(shù)的技術(shù)方案是：一種含弱層缺陷型邊坡滑坡室內(nèi)模擬裝置，包括邊坡模型、紅外熱成像儀、連續(xù)攝像機、信息調(diào)理器、計算機，紅外熱成像儀、連續(xù)攝像機分別于信息調(diào)理器相連接，信息調(diào)理器與計算機相連接，邊坡模型包括滑坡體、弱層、滑床、底座，滑床安裝在底座上，滑坡體與滑床相配合，弱層位于滑坡體與滑床之間，弱層下部設有加熱板，加熱板上連接有溫度傳感器和溫度控制器。所述溫度傳感器和溫度控制器相連接。所述弱層的材質(zhì)為熱敏材料。所述滑床上部設有傾斜面Ⅰ，滑坡體上設有傾斜面Ⅱ，傾斜面Ⅰ與傾斜面Ⅱ相配合。一種含弱層缺陷型邊坡滑坡室內(nèi)模擬的測量方法，包括步驟一：確定紅外熱成像儀所能測量區(qū)域、跟被測對象的距離：紅外熱像儀空間分辨率為ρsr；紅外熱像儀與被測物體中心線距離為L，像素大小為m×n，單個像素測量的面積為Sr，紅外熱像儀所能測量的被測物體為矩形區(qū)域，矩形區(qū)域長度為a，紅外熱像儀所能測量的被測物體寬度為b，紅外熱成像儀與被測矩形區(qū)域的中心點對齊，那么有如下關(guān)系式成立：ρsr×L=Srm×Sr=an×Sr=b實驗時通過調(diào)節(jié)紅外熱像儀的空間分辨率ρsr、像素大小m×n和紅外熱像儀與被測物體距離L的方式來滿足測量區(qū)域大小的要求；步驟二：連續(xù)攝像機的定位：連續(xù)攝像機放置于支架上，通過調(diào)節(jié)支架的水平位置、高度、俯仰角使連續(xù)攝像機與被測矩形區(qū)域的中心點對齊；步驟三：對加熱板電加熱：對加熱板設定一溫度值，運用溫度控制器對加熱板進行溫度控制，通過溫度傳感器將加熱板的實時實際溫度測出，并且反饋至溫度控制器與溫度設定值比較；步驟四：信息處理：連續(xù)攝像機、紅外熱成像儀所采集到模型的熱紅外場信息傳遞給信息調(diào)理器進行轉(zhuǎn)換處理，然后再將所得到的信息傳輸至計算機中進行存儲、分析與處理。本專利技術(shù)抓住邊坡受外界條件變化時，弱層力學性質(zhì)逐漸劣化的特點，采用熱敏材料隨溫度上升軟化的特性進行模擬。基于光學基本原理采用連續(xù)攝像技術(shù)對滑坡全過程進行連續(xù)記錄和測量，基于熱力學基本原理采用紅外熱成像技術(shù)對滑坡全過程進行連續(xù)記錄和測量，取得了含弱層型滑坡室內(nèi)試驗的第一手資料，對研究含弱層型邊坡滑坡災害具有重要的理論意義和現(xiàn)實價值。本專利技術(shù)中邊坡模型制作方法可以敏銳地體現(xiàn)出邊坡中弱層對滑坡成災的關(guān)鍵影響作用，模型試驗過程采用連續(xù)攝像機技術(shù)和紅外熱成像技術(shù)對試驗全過程進行無縫記錄，試驗記錄結(jié)果直觀、信息量大，便于對試驗結(jié)果的處理、分析和研究。附圖說明圖1為本專利技術(shù)邊坡模型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本專利技術(shù)加熱板工作過程框圖。圖3為本專利技術(shù)加熱板溫度隨時間變化曲線圖。圖4為紅外熱成像儀工作過程流程圖。圖5為紅外熱成像儀測試區(qū)域示意圖。圖6為紅外熱成像儀安裝測試示意圖。圖7為邊坡模型及測量儀器總體布局圖。具體實施方式1、實施例1：如圖1-7所示，一種含弱層缺陷型邊坡滑坡室內(nèi)模擬裝置，包括邊坡模型、紅外熱成像儀6、連續(xù)攝像機8、信息調(diào)理器10、計算機11，紅外熱成像儀6、連續(xù)攝像機8分別于信息調(diào)理器10相連接，信息調(diào)理器10與計算機11相連接，邊坡模型包括滑坡體1、弱層2、滑床3、底座4，滑床3安裝在底座4上，滑坡體1與滑床3相配合，弱層2位于滑坡體1與滑床3之間，弱層2下部設有加熱板12，加熱板12上連接有溫度傳感器和溫度控制器。一種含弱層缺陷型邊坡滑坡室內(nèi)模擬的測量方法，包括步驟一：確定紅外熱成像儀所能測量區(qū)域、跟被測對象的距離：紅外熱像儀空間分辨率為ρsr；紅外熱像儀與被測物體中心線距離為L，像素大小為m×n，單個像素測量的面積為Sr，紅外熱像儀所能測量的被測物體為矩形區(qū)域，矩形區(qū)域長度為a，紅外熱像儀所能測量的被測物體寬度為b，紅外熱成像儀與被測矩形區(qū)域的中心點對齊，那么有如下關(guān)系式成立：ρsr×L=Sr，m×Sr=a，n×Sr=b實驗時通過調(diào)節(jié)紅外熱像儀的空間分辨率ρsr、像素大小m×n和紅外熱像儀與被測物體距離L的方式來滿足測量區(qū)域大小的要求。步驟二：連續(xù)攝像機的定位：連續(xù)攝像機放置于支架上，通過調(diào)節(jié)支架的水平位置、高度、俯仰角使連續(xù)攝像機與被測矩形區(qū)域的中心點對齊；步驟三：對加熱板電加熱：對加熱板設定一溫度值，運用溫度控制器對加熱板進行溫度控制，通過溫度傳感器將加熱板的實時實際溫度測出，并且反饋至溫度控制器與溫度設定值比較；步驟四：信息處理：連續(xù)攝像機、紅外熱成像儀所采集到模型的熱紅外場信息傳遞給信息調(diào)理器進行轉(zhuǎn)換處理，然后再將所得到的信息傳輸至計算機中進行存儲、分析與處理。實施例2：如圖1-7所示，一種含弱層缺陷型邊坡滑坡室內(nèi)模擬裝置，包括邊坡模型、紅外熱成像儀6、連續(xù)攝像機8、信息調(diào)理器10、計算機11，紅外熱成像儀6、連續(xù)攝像機8分別于信息調(diào)理器10相連接，信息調(diào)理器10與計算機11相連接，邊坡模型包括滑坡體1、弱層2、滑床3、底座4，滑床3安裝在底座4上，所述滑床3上部設有傾斜面Ⅰ，滑坡體1上設有傾斜面Ⅱ，傾斜面Ⅰ與傾斜面Ⅱ相配合。弱層2位于滑坡體1與滑床3之間，弱層2由熱敏材料組成，弱層2下部設有加熱板12，加熱板12上連接有溫度傳感器和溫度控制器。所述溫度傳感器和溫度控制器相連接。加熱板對弱層加熱，隨著加熱板溫度的升高，弱層溫度升高，導致熱敏材料力學性質(zhì)下降，邊坡趨于不穩(wěn)定狀態(tài)，最終導致滑坡災害的發(fā)生，紅外熱成像儀、連續(xù)攝像機分別于信息調(diào)理器相連接，信息調(diào)理器與計算機相連接，實現(xiàn)了實驗過程信息的全程記錄、存儲和分析處理。一種含弱層缺陷型邊坡滑坡室內(nèi)模擬的測量方法：紅外熱成像儀所能測量的區(qū)域、跟被測對象的距離確定方法如下：紅外熱像儀空間分辨率為ρsr；紅外熱像儀與被測物體中心線距離為L，L大小受到試驗場地尺寸等因素的制約；像素大小為m×n，單個像素測量的面積為Sr，紅外熱像儀所能測量的被測物體為矩形區(qū)域（圖5），矩形區(qū)域長度為a，紅外熱像儀所能測量的被測物體（矩形）寬度為b，紅外熱成像儀與被測物體布設方式如圖6所示，那么本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種含弱層缺陷型邊坡滑坡室內(nèi)模擬裝置，包括邊坡模型、紅外熱成像儀（6）、連續(xù)攝像機（8）、信息調(diào)理器（10）、計算機（11），紅外熱成像儀（6）、連續(xù)攝像機（8）分別于信息調(diào)理器（10）相連接，信息調(diào)理器（10）與計算機（11）相連接，其特征在于：邊坡模型包括滑坡體（1）、弱層（2）、滑床（3）、底座（4），滑床（3）安裝在底座（4）上，滑坡體（1）與滑床（3）相配合，弱層（2）位于滑坡體（1）與滑床（3）之間，弱層（2）下部設有加熱板（12），加熱板（12）上連接有溫度傳感器和溫度控制器。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種含弱層缺陷型邊坡滑坡室內(nèi)模擬裝置，包括邊坡模型、紅外熱成像儀（6）、連續(xù)攝像機（8）、信息調(diào)理器（10）、計算機（11），紅外熱成像儀（6）、連續(xù)攝像機（8）分別于信息調(diào)理器（10）相連接，信息調(diào)理器（10）與計算機（11）相連接，其特征在于：邊坡模型包括滑坡體（1）、弱層（2）、滑床（3）、底座（4），滑床（3）安裝在底座（4）上，滑坡體（1）與滑床（3）相配合，弱層（2）位于滑坡體（1）與滑床（3）之間，弱層（2）下部設有加熱板（12），加熱板（12）上連接有溫度傳感器和溫度控制器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含弱層缺陷型邊坡滑坡室內(nèi)模擬裝置，其特征在于：所述溫度傳感器和溫度控制器相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含弱層缺陷型邊坡滑坡室內(nèi)模擬裝置，其特征在于：所述弱層（2）的材質(zhì)為熱敏材料。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含弱層缺陷型邊坡滑坡室內(nèi)模擬裝置，其特征在于：所述滑床（3）上部設有傾斜面Ⅰ，滑坡體（1）上設有傾斜面Ⅱ，傾斜面Ⅰ與傾斜面Ⅱ相配合。5.一種含弱層缺陷型邊坡滑坡室內(nèi)模擬的測量方法，其特征在于：包...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫光林，胡江春，邊亞東，王艷芝，楚金祎，石偉芳，魏明漢，林國華，沈紅豆，
申請(專利權(quán))人：中原工學院，
類型：發(fā)明
國別省市：河南;41