本发明涉及电连接器，具体涉及一种实现高地应力和非一致激励耦合作用的边坡试验系统及方法。
背景技术：
1、高陡岩质边坡高地应力作用下岩石会表现出蠕变特性，而高地应力的卸荷会造成岩体深部变形破裂，从而弱化岩体结构并发生强度劣化现象，影响高陡边坡的稳定性，同时，由于断层上下盘空间变化导致高陡边坡受到地震动非一致激励的影响，从而导致高陡边坡破坏产生明显的上盘效应，即位于断层上盘边坡破坏更严重的现象，可见高地应力和黏滑地震的非一致激励问题均为影响边坡稳定性的关键因素。
2、我国西南地区具有山高坡陡、活动构造强烈，地质构造复杂、高地应力等特点，在我国西南地区开展近活动断裂带高陡岩质边坡抗震设计与加固时，必须要考虑高地应力和非一致激励耦合作用下高陡边坡动力响应、失稳过程和破坏模式。工程技术人员面临严峻的近活动断裂带高陡边坡抗震设计与加固难题，而考虑高地应力和非一致激励的耦合作用又是该地区抗震与加固设计的关键环节。因此，研制“实现高地应力加载和非一致地震激励耦合作用的边坡试验装置”具有重要的科学价值和重大的需求背景，可以为近活动断裂带高陡边坡的工程设计、建设施工，研究相应新型防护结构和制定应急预案提供的一定的参考价值。
3、目前，国内外相关试验设备主要针对长大深埋隧道或管道等建构筑物研发，可以实现场地及不同类型隧道结构的两向平面非一致地震激励研究，但由于隧道工程和边坡工程研究对象及关注问题的差异，导致相关装置不能满足近活动断裂带高陡边坡模型试验需求。同时也存在如下不足：一是无法实现三向六自由度非一致地震激励；二是模型箱尺寸固定，无法灵活调整模型箱尺寸；三是无法实现高地应力环境下边坡静动力加载试验。在解决以上不足时需要解决在边坡倾向方向地应力施加效果难以保证和双振动台三向六自由度在断层段协调两大问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种实现高地应力和非一致激励耦合作用的边坡试验系统及方法，可通过整体和局部高地应力的加载准确模拟边坡实际受力，并能够模拟由于断层不同位置和地形效应引起的非一致激励作用下边坡动力响应、失稳过程和破坏模式。
2、本发明的目的通过以下技术方案来实现：
3、一种实现高地应力和非一致激励耦合作用的边坡试验系统，包括振动台、支撑底板、拼接式支撑框架、分段式拼装模型箱、门架式反力架和试验控制系统，支撑底板两端分别支撑于两个振动台上，拼接式支撑框架设于支撑底板上，分段式拼装模型箱设于拼接式支撑框架内，门式反力架设于拼接式支撑框架顶部，门式反力架和拼接式支撑框架上均设有与分段式拼装模型箱连接的应力加载组件，试验控制系统包括用于控制应力加载组件工作的伺服控制系统和控制振动台工作的振动控制系统。
4、进一步地，拼接式支撑框架包括设于支撑底板上的前箱板、后箱板和侧箱板，前箱板和后箱板并行设置，前箱板端部和后箱板端部通过侧箱板拼接。
5、进一步地，分段式拼装模型箱包括第一主动箱、第二主动箱和从动箱，第一主动箱和第二主动箱分别设于拼接式支撑框架两端的振动台上方，从动箱设于两个振动台之间。
6、进一步地，第一主动箱和第二主动箱均包括顶角板、竖向角板、水平角板、坡身加载板、坡肩加载板和坡面加载板。
7、进一步地，应力加载组件包括水平加载油缸、竖向加载油缸、坡面加载油缸和坡面加载梁，水平加载油缸设于前箱板、后箱板和侧箱板上，竖向加载油缸设于门式反力架上，顶部加载板与竖向加载油缸的伸缩杆连接，坡面加载油缸设于坡面加载梁上，坡面加载板与坡面加载油缸的伸缩杆连接。
8、进一步地，振动台为三向六自由度振动台。
9、基于上述试验装置实现高地应力和非一致激励耦合作用的边坡试验系统，本发明还提供了一种实现高地应力和非一致激励耦合作用的试验方法，包括以下步骤：
10、对振动台(16)、支撑底板(6)、拼接式支撑框架、分段式拼装模型箱、门架式反力架和应力加载组件进行安装；
11、将根据相似准则制作完成的边坡试验模型放置于模型箱内，并在边坡试验模型上布置lvdt传感器、加速度传感器和土压力盒；
12、通过加载油缸对边坡试验模型施加初始荷载，待初始荷载稳定后通过两个振动台(16)对边坡试验模型施加地震荷载，并通过计算机软件端系统对荷载数据进行采集和保存，同时使用高清摄像机对边坡试验模型剪切面的破坏过程进行记录；
13、试验完成后取出边坡试验模型，并对加载板进行清洁和除锈；
14、对lvdt传感器、加速度传感器和土压力盒监测到的试验数据进行处理；
15、通过计算机数值模拟技术，构建边坡数值模型，在坡面、坡肩等位置设置观测点，并实现三向高地应力加载，最后将模拟的数据与现场模型试验进行对比，采用强度折减法分析边坡的稳定性。
16、进一步地，在施加地震荷载时，根据地震动合成公式arot(t；θ)＝a1(t)cos(θ)+a2(t)sin(θ)将两条水平方向的地震动分量以一定的方位角向目标方向进行合成，式中arot(t；θ)为θ方向的加速度时程曲线；θ为方位角，以正北方向为0°，顺时针旋转角度增加；a1(t)为水平方向1加速度时程曲线；a2(t)为水平方向2加速度时程曲线，水平方向1和水平方向2相互垂直。
17、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
18、1、本发明通过拼接式支撑框架、分段式拼装模型箱、门架式反力架和应力加载组件的配合使用，可以准确模拟边坡实际受力，以此来实现边坡工程特有受力状态的模拟，且通过分段、分层拼接组合和多点加载来实现整体和局部高地应力的加载，可以对坡面进行加载，可模式实际中20mpa的地应力。
19、2、本发明通过两个独立的振动台组成的台阵来实现非一致激励的输入，以此来模拟由于断层不同位置和地形效应引起的非一致激励作用下边坡动力响应、失稳过程和破坏模式。
20、3、本发明通过试验控制系统中的伺服控制系统和振动控制系统分别实现对振动台的内环控制环节和外环控制环节，进而可根据测量的振动台台面的位移、加速度等信号实现对振动台的控制，以便于通过两个独立的振动台组合实现非一致激励的输入。
1.一种实现高地应力和非一致激励耦合作用的边坡试验系统，其特征在于：包括振动台(16)、支撑底板(6)、拼接式支撑框架、分段式拼装模型箱、门架式反力架和试验控制系统，支撑底板(6)两端分别支撑于两个振动台(16)上，拼接式支撑框架设于支撑底板(6)上，分段式拼装模型箱设于拼接式支撑框架内，门式反力架(7)设于拼接式支撑框架顶部，门式反力架(7)和拼接式支撑框架上均设有与分段式拼装模型箱连接的应力加载组件，试验控制系统包括用于控制应力加载组件工作的伺服控制系统和控制振动台(16)工作的振动控制系统。
2.根据权利要求1所述的实现高地应力和非一致激励耦合作用的边坡试验系统，其特征在于：拼接式支撑框架包括设于支撑底板(6)上的前箱板(4)、后箱板(15)和侧箱板(5)，前箱板(4)和后箱板(15)并行设置，前箱板(4)端部和后箱板(15)端部通过侧箱板(5)拼接。
3.根据权利要求2所述的实现高地应力和非一致激励耦合作用的边坡试验系统，其特征在于：分段式拼装模型箱包括第一主动箱(1)、第二主动箱(3)和从动箱(2)，第一主动箱(1)和第二主动箱(3)分别设于拼接式支撑框架两端的振动台(16)上方，从动箱(2)设于两个振动台(16)之间。
4.根据权利要求3所述的实现高地应力和非一致激励耦合作用的边坡试验系统，其特征在于：第一主动箱(1)和第二主动箱(3)均包括顶角板、竖向角板、水平角板、坡身加载板、坡肩加载板和坡面加载板(10)。
5.根据权利要求4所述的实现高地应力和非一致激励耦合作用的边坡试验系统，其特征在于：应力加载组件包括水平加载油缸(8)、竖向加载油缸(9)、坡面加载油缸(12)和坡面加载梁(11)，水平加载油缸(8)设于前箱板(4)、后箱板(15)和侧箱板(5)上，竖向加载油缸(9)设于门式反力架(7)上，顶部加载板(13)与竖向加载油缸(9)的伸缩杆连接，坡面加载油缸(12)设于坡面加载梁(11)上，坡面加载板(10)与坡面加载油缸(12)的伸缩杆连接。
6.根据权利要求5所述的实现高地应力和非一致激励耦合作用的边坡试验系统，其特征在于：振动台(16)为三向六自由度振动台(16)。
7.一种实现高地应力和非一致激励耦合作用的边坡试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.一种如权利要求7所述的实现高地应力和非一致激励耦合作用的边坡试验方法，其特征在于：在施加地震荷载时，根据地震动合成公式arot(t；θ)＝a1(t)cos(θ)+a2(t)sin(θ)将两条水平方向的地震动分量以一定的方位角向目标方向进行合成，式中arot(t；θ)为θ方向的加速度时程曲线；θ为方位角，以正北方向为0°，顺时针旋转角度增加；a1(t)为水平方向1加速度时程曲线；a2(t)为水平方向2加速度时程曲线，水平方向1和水平方向2相互垂直。
