[0001] 本发明涉及地质灾害模型实验技术领域，尤其是涉及一种滑坡实验系统。

[0002] 我国是地质灾害多发的国家，灾害类型多、分布范围广，其中尤以滑坡造成的灾害为巨。多年来，相关领域的科研以及工程实践人员从不同方面对滑坡产生机理、治理措施的
研究工作投入了大量的精力，并取得了丰硕的成果。因利用滑坡模拟实验来进行研究具有
结果可靠、科研价值高、相比现场原位实验成本低、可操作难度低、监测范围多样化等优点，
且所得的数据成果易于分析整合后应用于工程实践，该类研究方法受到了相关领域研究人
员的普遍青睐。现有的滑坡模拟实验台多采用人工搭建滑坡平台，并向其中填充土壤构成
滑坡体，其中，滑坡体的土壤含水量往往通过调节土壤和水的配比实现，而在滑坡体的分层
填筑过程中，需要通过人工使用橡胶锤、木板等工具对松散土壤进行均匀夯实。

[0003] 相关技术中，滑坡模拟实验台的模型搭建自动化程度低，滑坡体的内部物性特征不均匀、变量控制不准确，力学参数控制精度低，滑体内部参数的可控性和统一性差。

[0030] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0031] 我国是地质灾害多发的国家，灾害类型多、分布范围广，其中尤以滑坡造成的灾害为巨。多年来，相关领域的科研以及工程实践人员从不同方面对滑坡产生机理、治理措施的
研究工作投入了大量的精力，并取得了丰硕的成果。因利用滑坡模拟实验来进行研究具有
结果可靠、科研价值高、相比现场原位实验成本低、可操作难度低、监测范围多样化等优点，
且所得的数据成果易于分析整合后应用于工程实践，该类研究方法受到了相关领域研究人
员的普遍青睐。现有的滑坡模拟实验台多采用人工搭建滑坡平台，并向其中填充土壤构成
滑坡体，其中，滑坡体的土壤含水量往往通过调节土壤和水的配比实现，而在滑坡体的分层
填筑过程中，需要通过人工使用橡胶锤、木板等工具对松散土壤进行均匀夯实。

[0032] 相关技术中，滑坡模拟实验台的模型搭建自动化程度低，滑坡体的内部物性特征不均匀、变量控制不准确，力学参数控制精度低，滑体内部参数的可控性和统一性差。

[0033] 下面参考图1‑图5描述根据本发明实施例的滑坡实验系统1。

[0034] 如图5所示，根据本发明的一种滑坡实验系统1包括缸体11、定位装置和压实装置。本发明中缸体11内形成有腔体，腔体可适用于容纳滑坡体16，滑坡体16上形成有第一滑坡
面，第一滑坡面为滑坡体16填筑过程中滑坡体16上实际形成的滑坡面；本发明中定位装置
设置于腔体内，定位装置可以沿第二滑坡面移动，第二滑坡面为滑坡体16填筑过程中预设
的滑坡面，定位装置用于确定出第一滑坡面与第二滑坡面之间的差异区，具体地，第一滑坡
面与第二滑坡面之间的差异区表现为第一滑坡面的至少部分低于或高于第二滑坡面的对
应部分；本发明中压实装置设置于腔体内，且压实装置可在腔体内进行移动，压实装置可以
根据差异区对滑坡体16进行压实，压实装置可多次进行移动，以逐渐压实滑坡体16。

[0035] 本发明通过将定位装置沿第二滑坡面移动，使定位装置确定出差异区并将滑坡体16内部参数进行反馈，进而压实装置根据第一滑坡面与第二滑坡面间的差异区对滑坡体16
进行压实，使滑坡体16形成为滑坡实验所要求的预设形状，从而减少了滑坡实验中的人工
操作，提高了滑坡实验中滑坡体16填筑的自动化程度，同时，增强了滑坡体16内部参数控制
的精确性和可控性，提高了滑坡实验结果的可靠性。

[0036] 根据本发明的一个实施例，定位装置包括第一定位部和第二定位部。本发明的第一定位部与第二定位部均可移动地设置于腔体内，其中，第一定位部与第二定位部在第一
方向上正对，并且第一定位部与第二定位部分别在第二方向上移动，第一方向与第二方向
可以确定出至少部分第二滑坡面。可以理解的是，由于第一定位部与第二定位部均可移动
地设置于腔体内，且第一定位部与第二定位部在第一方向上正对并分别在第二方向上移
动，因此，第一定位部与第二定位部确定出的至少部分第二滑坡面可以是平面，也可以是曲
面。通过设置第一定位部和第二定位部，一方面，第一定位部和第二定位部能实时反馈出第
一滑坡面与第二滑坡面间的差异区，压实装置能相应地进行移动路径调整，以根据差异区
对滑坡体16进行压实，从而实现滑坡体16自动化填筑；另一方面，通过设置第一定位部和第
二定位部，第二滑坡面可以构造为异形面，从而使得滑坡体16的形状能够更加多样化，滑坡
体16能模拟的实际地质形状更多且更准确，滑坡实验的应用范围得以更广，实验的准确性
也得以更高。

[0037] 在本发明的一个具体实施例中，第一定位部和第二定位部均可以包括定位杠121和定位球122，其中，定位杠121可以在腔体内进行水平方向上的移动，定位球122设置于定
位杠121上，且定位球122可以沿定位杠121延伸方向在定位杠121上自由滑动或悬停，可以
理解的是，定位球122也可以随定位杠121在腔体内进行水平方向上的移动。

[0038] 根据本发明的一个实施例，第一定位部上设置有发射端，第二定位部上设置有接收端，发射端与接收端在第一方向上，接收端适用于接收发射端发出的定位信号，接收端在
无法收到定位信号时确定差异区。具体地，第一定位部和第二定位部分别在第二方向上移
动，第二定位部上的接收端接收来自第一定位部上发射端发出的定位信号，当定位信号在
第一方向上被滑坡体16阻挡时，接收端无法收到定位信号时，由此，通过接收端对定位信号
的接收情况，第一滑坡面与第二滑坡面之间的差异区可以被确定。通过采用发射端发射定
位信号、接收端接收定位信号的方式，第一定位部与第二定位部能快速准确地确定出差异
区，并将差异区数据反馈给外部控制程序，以进一步根据差异区使压实装置移动以压实滑
坡体16，从而实现滑坡体16的填筑，进而提升了整体滑坡实验系统1的自动化程度。

[0039] 根据本发明的一个实施例，第一定位部上的发射端适用于向接收端发出光线，其中，光线配置为定位信号。本发明通过采用光线配置为定位信号的方式，使得第一定位部与
第二定位部能够对差异区快速定位，同时，由于发射端发出的光线不会对滑坡体16造成污
染，因此，避免了定位信号干涉滑坡体16内部参数，保证了实验结果的可靠性。

[0040] 根据本发明的一个实施例，定位装置还包括传感器，本发明中传感器设置于滑坡体16内，传感器适用于检测滑坡体16内预设位置的参数，并根据检测到的参数与预设参数
确定出差异区。通过将传感器设置于滑坡体16内，实现了滑坡体16内预设位置的参数可以
快速地被传感器检测出，且由于传感器检测具有稳定性强和可靠性高的优点，因此，传感器
检测出的参数可靠，差异区的定位准确，实验结果准确性更高。此外，由于传感器的耐潮湿
性、耐腐蚀性好，因此，传感器的耐用性高，使用寿命长，降低了实验经济成本。

[0041] 根据本发明的一个实施例，本发明中的传感器包括应力传感器123，应力传感器123的数量构造为多个，且多个应力传感器123间隔布置于滑坡体16内，进一步地，多个应力
传感器123可将滑坡体16内的多处力学量进行反馈，从而了避免单一应力传感器123测量结
果的偶然性，进而使得差异区的定位更加准确，同时，实现了实验中土地的压实度可以被精
准控制，进一步地，由压实度精准控制土体内部的内摩擦角、粘聚力等力学参数，进而提升
了滑坡体16内部参数的可控性和统一性。

[0042] 此外，在本发明的一个具体实施例中，在开始搭建滑坡体16之前，缸体11底部已经铺设好满足一定要求的岩质或土质作为基岩161，滑坡体16可以构造为多层，每层滑坡体16
内均设置有多个应力传感器123，以实现提升滑坡体16内部参数的控制精度。

[0043] 根据本发明的一个实施例，本发明中的传感器还包括标定传感器124，标定传感器124的至少部分延伸至滑坡体16外部并适用于检测腔体内的大气压力。本发明通过将标定
传感器124与应力传感器123相配合，进一步提升了实验中滑坡体16内的参数测量准确性，
具体地，在整个滑坡体16填筑过程中，标定传感器124可以对滑坡体16外部大气压力进行测
量，从而能够将设置于滑坡体16内部的应力传感器123的测量结果进行校正，使得测量结果
的准确度进一步被提高。

[0044] 如图1、图4及图5所示，在本发明的一个具体实施例中，多个应力传感器123可沿水平方向在滑坡体16内间隔布置，对应地，标定传感器124的至少部分延伸至滑坡体16外部，
并设置于每层传感器布设的对应水平位置。

[0045] 根据本发明的一个实施例，压实装置包括第一驱动杆131和滚轮132。本发明的第一驱动杆131的一端设置于缸体11，且第一驱动杆131的一端可相对缸体11进行移动，第一
驱动杆131的另一端可伸缩地设置于腔体内；本发明的滚轮132设置于第一驱动杆131的另
一端，且滚轮132适用于在第一滑坡面上滚动，以对滑坡体16进行压实。此外，需要说明的
是，滚轮132可根据实际位置需求更换大小，以更好地根据差异区压实滑坡体16。

[0046] 本发明的第一驱动杆131和滚轮132由外部电机驱动，第一驱动杆131可在一定长度范围内进行伸缩，以调整滚轮132与滑坡体16之间的距离，使滚轮132能够沿第一滑坡面
滚动，同时，借助第一驱动杆131向下的压力，滚轮132和第一驱动杆131共同对滑坡体16的
土体进行压实。本发明通过采用第一驱动杆131和滚轮132压实滑坡体16的方式，避免了人
工夯实土体，提高了整体滑坡实验系统1的自动化程度。

[0047] 根据本发明的一个实施例，压实装置还包括第二驱动杆133和压板134。本发明的第二驱动杆133的一端设置于缸体11，且第二驱动杆133的一端可相对缸体11移动，第二驱
动杆133的另一端沿高度方向可伸缩地设置于腔体内；本发明的压板134设置于第二驱动杆
133的另一端，压板134上形成有在水平方向延伸的压力面，压板134上的压力面适用于将被
滚轮132和第一驱动杆131压实后的滑坡体16进一步压实。

[0048] 如图5所示，在滑坡体16构建到一定规模时，通过控制第二驱动杆133伸缩，可以调整压板134与滑坡体16间的距离，使得压板134能够与第一滑坡面接触，且借助于第二驱动
杆133向下的压力，第二驱动杆133和压板134进一步将滑坡体16压实，从而进一步使滑坡体
16达到实验的预设特性，进而提升了滑坡实验系统1的自动化程度，并增加了实验结果的准
确性及价值性。另外，在后续开展滑坡模型试验中，第二驱动杆133和压板134还可以提供外
界荷载，以模拟加载的方式诱发滑坡，从而进一步增加了实验的自动化程度。

[0049] 根据本发明的一个实施例，滑坡实验系统1还包括喷淋装置14。本发明中喷淋装置14形成有多个喷淋口，多个喷淋口分别与第一滑坡面在高度方向上正对，每个喷淋口可选
择地打开以适于向第一滑坡面喷淋。通过设置多个喷淋口可选择地向第一滑坡面喷淋，实
现了喷淋装置14不单能模拟降雨情况，而且能模拟复杂环境下的降雨情况，例如局部强降
雨，从而增加了实验价值。

[0050] 如图1和图3所示，在本发明的一个具体实施例中，喷淋装置14的喷淋口可包括尺寸不同的大口径喷淋口141和小口径喷淋口142，大口径喷淋口141和小口径喷淋口142可提
供不同强度的喷淋量，并且大口径喷淋口141和小口径喷淋口142由外部的喷淋控制系统分
别供水，交叉布置，从而实现降雨强度不均匀分布的实验条件。

[0051] 此外，根据本发明的一个具体实施例，本发明的滑坡实验系统1还包括支架15，支架15对整体滑坡实验系统1具有支撑、固定和安装作用。本发明的缸体11可固定于支架15
上。支架15包括顶部支架151、左侧支架152和右侧支架153，其中，顶部支架151上设置有多
个安装位，第一驱动杆131、第二驱动杆133及喷淋装置14可通过对应的安装位安装于顶部
支架151上。

[0052] 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”、“轴向”、“径向”、“周向”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装置或元件必
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。

[0053] 在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

[0054] 在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

[0055] 在本发明的描述中，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。

[0056] 在本发明的描述中，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。

[0057] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结
构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的
示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特
点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0058] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本
发明的范围由权利要求及其等同物限定。