(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210421171.6 (22)申请日 2022.04.21 (71)申请人 西南交通大 学 地址 610036 四川省成 都市金牛区九里堤 街道二环路北一段1 11号 (72)发明人 张迎宾　王宝瑞　张世豪　余鹏程　 朱辉　胡兵　相晨琳　李得建　 (74)专利代理 机构 重庆市信立达专利代理事务 所(普通合伙) 50230 专利代理师 任苇 (51)Int.Cl. G01N 33/24(2006.01) G01N 3/00(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试 验系统及方法 (57)摘要 本发明属于岩 土体运动学试验技术领域， 公 开了一种可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模 拟试验系统及方法， 包括装置主体、 实验平台和 装置扩展结构； 本发明为一种固定在振动台试验 台上的实验装置， 其作用是为边坡灾害模拟实验 提供一个多方向的实验平台。 该实验平台可以提 供八个方向的实验平台， 将实验式样放到试验平 台上之后， 在地震荷载的作用下， 可以同时研究 在八个不同方向上边坡灾害实验的不同运动特 征。 而且该实验平台可以同时实现坡度和坡高的 调节， 从而可 以实现该实验平台的一台多用， 提 高实验装置的利用率。 在八个不同方向的实验平 台上可以根据实验需要放置实验滑块、 堆砌物、 模型箱等实验式样或者实验 装置。 权利要求书3页 说明书9页 附图7页 CN 114935642 A 2022.08.23 CN 114935642 A 1.一种可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验系统， 其特征在于， 所述可变坡度 和坡高的八面体边坡灾害模拟试验系统包括装置主体、 实验平台和装置扩展结构； 所述装置主体包括底板、 可升降顶板和双 向螺纹柱， 所述可升降顶板通过多根双 向螺 纹柱安装在底板上端； 所述底板和可升降顶板均为正八边形， 所述底板和可升降顶板的每 个边沿外侧均安装有一个实验平台； 所述实验平台包括实验平台板、 平台板固定装置、 平台板旋转轴和固定夹板， 所述实验 平台板下端两侧通过扩展连接组件与 底板相连， 所述 实验平台板上端通过平台板固定装置 与可升降顶板相连； 所述装置扩展结构包括扩展连接组件和扩展板， 所述扩展板通过扩展连接组件与实验 平台板下端连接 。 2.如权利要求1所述的可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验系统， 其特征在于， 所述底板开设有若干个定位孔和连接孔， 所述定位孔和连接孔均为螺丝孔， 所述定位孔用 于将装置主体固定在振动台上， 所述连接孔位于底板的八个顶角处， 用于连接装置扩展结 构。 3.如权利要求1所述的可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验系统， 其特征在于， 所述可升降顶板的八个顶点处均通过定位环和固定螺母固定在双向螺纹柱上； 所述双向螺 纹柱的表面为双向螺纹， 包括相交设置的左旋螺纹和右旋螺纹； 所述固定螺母包括左旋固 定螺母和右旋固定螺母， 在可升降顶板的上方和下方各有一个左旋固定螺母和一个右旋固 定螺母。 4.如权利要求1所述的可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验系统， 其特征在于， 所述实验平台板的主体截面形状为梯形， 底部包括一个平台板旋转筒， 平台板旋转筒上布 置若干固定 螺丝， 用于将实验平台板固定在平台板 旋转轴上； 所述平台板旋转轴用于连接实验平台板和扩展连接组件， 所述平台板旋转轴两端各有 一个连接孔， 所述连接孔用于将平台板 旋转轴与扩展连接组件中的旋转轴定位台相连。 5.如权利要求1所述的可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验系统， 其特征在于， 所述扩展连接组件包括两个旋转轴定位台、 四个定位板和六个连接孔， 六个连接孔分别位 于两个旋转轴定位台和四个定位板上。 6.如权利要求1所述的可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验系统， 其特征在于， 所述定位板包括两个内侧定位板和两个外侧定位板； 所述内侧定位板位于两个旋转轴定位台所成夹角为135 °的一侧， 用于连接底板或者扩 展板。 所述外侧定位板位于 两个旋转轴定位台所成夹角为2 25°的一侧， 用于连接扩展板 。 7.如权利要求1所述的可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验系统， 其特征在于， 所述平台板固定装置包括固定轴 、 固定筒、 固定 夹板和固定孔； 所述固定轴固定连接在可升降顶板的定位环上， 所述固定筒的内径略大于 固定轴的直 径， 所述固定筒的外径等于固定轴直径与两倍的实验平台板板厚的和； 每个固定轴 上套有 两个固定筒， 分别位于实验平台板的两侧， 固定筒可在固定轴上沿其轴向移动； 所述固定轴共设置有八根， 八根固定轴分别与可升降顶板的八条边平行， 并与可升降 顶板之间存在间隙， 间隙的大小略大于固定筒的厚度；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114935642 A 2所述固定 夹板的截面 为长方形， 固定连接在固定筒上， 用于 夹紧并固定实验平台板； 所述固定孔为固定筒上的螺丝孔， 位于固定板的对侧， 用于旋入螺丝使得固定板夹紧 实验平台板 。 8.如权利要求1所述的可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验系统， 其特征在于， 所述扩展板的截面为等腰梯形， 上底角为112.5 °， 下底角为67.5 °； 所述扩展板包含 四个连 接孔和若干个定位 孔， 四个定位 孔分别位于四个底角处， 用于连接装置扩展结构。 9.一种用于实施权利要求1～8任意一项所述的可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模 拟试验系统的可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验方法， 其特征在于， 所述可变坡 度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验方法包括： 首先通过定位孔将带有双向螺纹柱的底板 固定到震动台上； 在每个双向螺纹柱上都分 别旋入一个左旋固定螺母和 一个右旋固定螺母， 将可升降顶板的定位环穿入双向螺纹柱， 并移动至所需的高度； 在每个双向螺纹柱上再分别旋入一个左旋固定螺母和一个右旋固定 螺母至定位环处， 将所有固定 螺母旋紧 固定； 通过连接孔在底板上安装八个扩展连接组件； 在实验平台板底部的平台板旋转筒内穿入平台板旋转轴， 将该平台板旋转轴放入外侧 扩展板的旋转轴定位台 内， 用螺丝固定； 将两个平台板固定装置分别移动至固定轴的两侧， 将实验平台板放置在固定轴上； 将 两个平台板固定装置分别向内侧移动至夹紧实验平台板， 并用螺丝通过固定孔旋入拧紧， 将实验平台板固定； 将实验滑 块放置到实验平台板的特定位置处； 启动振动台， 进 行一次实 验； 通过连接孔在扩展连接组件外侧增装八个扩展板， 通过定位孔将扩展板固定在振动台 上； 通过连接孔在扩展板 外侧增装八个扩展连接组件； 松开平台板固定装置、 平台板 旋转轴和平台板 旋转筒上的固定 螺丝， 移走实验平台板； 松开双向螺纹柱上的固定 螺母， 将可升降顶板移动至所需的高度， 用固定 螺母固定； 在实验平台板底部的平台板旋转筒内穿入与外侧扩展连接组件对应的平台板旋转轴， 将该平台板 旋转轴放入外侧扩展板的旋转轴定位台 内， 用螺丝固定； 将两个平台板固定装置分别移动至固定轴的两侧， 将实验平台板放置在固定轴上； 将 两个平台板固定装置分别向内侧移动至夹紧实验平台板， 并用螺丝通过固定孔旋入拧紧， 将实验平台板固定； 将实验滑块 放置到实验平台板的特定位置处； 当振动台激励时， 振动台台面的振动会传递给实验平台板， 其上方的实验滑块会在地 震激励的作用下发生滑动， 通过对比八个方向上实验滑块的运动情况， 分析在同一地震动 作用下不同方向地震荷载对实验滑块运动 情况的影响， 通过调整实验平台板的坡度或者坡 高， 分析滑坡的坡度和坡高对滑坡体运动情况的影响。 10.如权利要求9所述的可变坡度和坡高的八面体边坡灾害模拟试验方法， 其特征在 于， 所述实验平台板的坡度和坡高满足 公式： 其中， 代表实验平台板的坡度， h代表实验平台板的坡高， h13代表可升降顶板的上顶面权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114935642 A 3