[發明專利]一種格構錨固技術大型物理模型試驗方法

有效

• 申請號: 201310632109.2
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103645061B
• 公開（公告）日: 2016-08-17
• 發明（設計）人: 殷躍平;門玉明;陳春利;李濱;劉洪佳;劉海南;韓冬冬;蔡琳祥;梁煒;劉璐;胡兆江
• 申請（專利權）人: 長安大學;中國地質環境監測院
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明屬于復合抗滑體系試驗技術領域，涉及一種抗滑體系試驗方法，尤其是一種格構錨固技術大型物理模型試驗方法。

背景技術

格構錨固是起源于日本的一種新型滑坡防治技術，具有施工快速、兼顧深層加固與表層護坡、外形美觀、易于坡面綠化等特點，在國內外滑坡應急搶險中得到了廣泛的應用。但目前格構錨固技術的設計理論研究滯后于工程應用，對其作用機理、破壞模式仍沒有統一的認識，實際工程中多采用經驗設計，常導致設計上的不合理，這就阻礙了格構錨固技術的進一步推廣應用。

由于格構錨固體系屬于復合抗滑體系，在其抗滑過程中錨桿、格構梁及邊坡巖土體相互作用，其受力機理復雜，單純的理論分析、數值模擬方法均很難反映實際受力與變形特點。大型物理模型試驗方法可通過將原工況同比例縮小，在試驗過程中精確控制作用環境、滑坡下滑力及抗滑力，實現格構錨固體系在正常工作直至失效全過程中受力、變形的精確量測，真實、直觀的反映變形破壞模式，是目前格構錨固體系最有效的研究方法之一。通過大型物理模型試驗，可明確格構錨固體系與邊坡巖土體的相互作用，辨析錨桿及格構梁的抗滑作用分配，總結格構錨固體系的受力變形趨勢，為格構錨固體系設計方法的建立提供合理建議。

現有的格構錨固技術模型試驗很少，已有的格構錨固模擬試驗有兩種：

1）格構錨固技術室內模型試驗，通常在室內模型箱內進行，將模型格構梁放置在土坡上，在梁底部一定深度埋置土壓力計，然后用千斤頂模擬錨索預應力對格構梁進行單節點加載，并測量該深度的土壓力值的方式模擬。（參考文獻：劉晶晶,趙其華,彭社琴,等.預應力錨索格構梁作用下邊坡土中應力分布的室內模型試驗研究[J].水文地質工程地質,2006(4):15-18.）

由于場地及尺寸限制，試驗比例很小，模型試驗的質量相似、荷載相似、介質物理性質相似、邊界條件相似等一系列關鍵要求很難滿足，試驗精度相應降低；

2）格構錨固技術現場試驗。格構錨固技術現場試驗以實際工程為依托,選擇典型工點,按工程進度施工錨索框架結構,同時埋設相應的測試元器件,展開現場試驗研究工作。（參考文獻：齊明柱.預應力錨索框架結構的現場原型試驗研究[D].[北京]:鐵道部科學研究院,2007.）

由于現場試驗是在實際邊坡治理工程中進行的，因此僅能測試正常使用過程中格構錨固體系的變形受力性狀，無法研究在變形破壞過程中的特征，很難獲取有效的試驗數據，無法分析格構錨固體系的變形規律及破壞方式。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種格構錨固技術大型物理模型試驗方法，其采用套管錨桿施工法，在每次試驗后僅更換發生變形破壞的錨桿自由段及滑體部分，而未發生變形破壞的錨桿錨固段、灌漿體及滑床部分則不必更換，有效實現錨桿錨固段、試驗滑床的循環利用，能夠在短時間內快速、多次、高效的實現格構錨固體系從安設到加載破壞的變形破壞全過程模型試驗。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

該種格構錨固技術大型物理模型試驗方法為：以均質黃土為滑坡介質，通過逐層夯實的方法填筑滑坡模型，并預設滑帶，錨桿采用打孔現澆的方式完成，格構梁采用細石混凝土預制；布設傳感器測試格構錨固體系在滑坡下滑過程中從受力到破壞全過程中的性狀，通過坡頂垂直加載的方式使滑坡發生滑動，記錄格構錨固體系在滑坡作用下從受力到破壞的變形破壞特性。

進一步的，以上通過測量預先粘貼在錨桿鋼筋、格構梁內配筋上或格構梁混凝土表面的電阻應變計或安裝鋼筋計獲得滑坡過程中格構梁及錨桿的應變值；并在坡頂和坡腳位置布設位移計測試坡體位移；在格構梁橫梁與豎肋的節點處、格構梁跨中易發生大變形破壞的部位埋設土壓力計測試土壓力變化；在錨頭安裝錨索拉力計測試錨固力大小。

以上所述的格構錨固技術大型物理模型試驗方法，具體包括以下步驟：

1）夯筑滑床

將黃土過篩，保證黃土土質、含水量均勻；將黃土按25cm/層分層夯實，每層夯實后將土層表面進行刮毛處理，再夯筑下一層黃土，直至達到設計高度；

2）鋪設滑面

在夯筑好的滑體上根據試驗設計削滑面，應保證滑面光滑、平整，在削好的滑面上鋪設滑面材料；

3）布設錨桿

在滑面上依據格構梁的跨長，錨桿長度及傾角確定錨桿的位置并打孔，逐一將上下成對粘貼貼有電阻應變計的錨桿錨固段放入鉆孔，保證錨桿處于鉆孔中心位置，并用水泥砂漿灌漿，養護，將錨桿自由段與錨固段用套管連接；

4）測試