[發明專利]現場人工降雨邊坡試驗中隔滲和減阻的側向邊界實現方法

在審

• 申請號: 201710251899.8
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN106918486A
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 潘俊義;王治軍;朱橋川;蘇健;周鵬;吳江林;盧鋒;郭玉華;李榮建;張真
• 申請（專利權）人: 西安長慶科技工程有限責任公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司61108
• 代理人: 何銳

技術領域

本發明屬于巖土工程測試技術領域，具體涉及一種現場人工降雨邊坡試驗中隔滲和減阻的側向邊界實現方法。

背景技術

在邊坡工程中，由自然降雨引發的滑坡災害不僅給居民的生命和財產造成了巨大損失，也嚴重影響了交通及其它基礎設施的安全運營，因此研究降雨誘發滑坡的失穩模式和機理具有重要意義。

近年來，雖然已有許多學者做了大量人工降雨邊坡現場試驗研究，并取得了有意義的研究成果，然而這些研究并沒有對試驗中人工降雨測試邊坡的兩側邊界進行相應的處理，也就無法考慮側向邊界條件對邊坡的降雨效果與邊坡入滲特性、坡體變形及可能的滑坡失穩的影響，尤其針對現場人工局部降雨導致的測試邊坡存在的三維效應問題更是缺乏考慮，最終使得人工降雨邊坡測試結果與實際自然降雨邊坡響應特征有顯著差異。

通過分析可知，如果在人工降雨邊坡測試中邊坡的側向邊界條件設置不當，一方面會導致降雨入滲過程中水分的側向散失，使得測試邊坡的入滲響應失真；另一方面導致測試邊坡兩側摩擦阻力較大，使得測試邊坡的變形響應失真。這些因素對于研究測試邊坡的降雨效果與邊坡入滲特性、坡體變形及可能的滑坡失穩影響是不可忽略的。因此，現場邊坡試驗中，設置合理的側向邊界條件對提高現場人工降雨邊坡測試的可靠性具有十分重要的實際意義。

此外，在現場試驗中，降雨入滲規律的研究也越來越重要，而研究降雨入滲規律需要動態觀測降雨入滲深度，因此動態觀測試驗過程中降雨入滲深度問題也亟需解決。

發明內容

本發明的目的是為現場人工降雨邊坡試驗研究奠定了一個合理的邊界設置的方法基礎。

為了實現上述目的，本發明提供了的技術方案如下：

現場人工降雨邊坡試驗中隔滲和減阻的側向邊界實現方法，包括以下步驟：

步驟1）開挖隔離槽：根據實際降雨測試邊坡的需要，首先在自然邊坡中選取測試邊坡，然后從測試邊坡平臺到測試邊坡斜坡的表面確定測試邊坡兩側邊界位置并做好標記，之后分別在測試邊坡平臺和測試邊坡斜坡的兩側邊界從上至下開挖隔離槽，開挖至預設深度，其中，隔離槽的形狀與測試邊坡的兩側截面相似；

步驟2）放置隔離布：在隔離槽內靠近測試邊坡的一側壁布置FDR探管，然后將隔離布放入隔離槽，使隔離布、FDR探管與測試邊坡土體充分接觸，其中，所述FDR探管豎直設置且至少為兩個，分別設于測試邊坡平臺的側壁和測試邊坡斜坡的側壁，所述FDR探管通過導線連接設于地面上的數據采集儀；

步驟3）回填密實：在隔離槽內遠離測試邊坡的另一側與隔離布之間空隙中逐步放入回填土，并分層夯實，最后平整表面。

所述隔離槽在測試邊坡平臺中的開挖預設深度低于測試邊坡在常規邊坡穩定性計算中潛在滑動面的最低點。

所述FDR探管包括外層的PVC 管和設于PVC 管內的多個電極，所述多個電極通過同軸電纜連接，一對電極組成一個電容，多對電極組成多組電容，組成多組信號感知元件。

所述隔離槽的開挖寬度為10~15cm。

所述隔離布由軟聚氯乙烯材料制成，厚度為0.3~0.8mm。

所述FDR探管長度與所在位置的隔離槽深度一致。

所述FDR探管內電容的間距布設分為上、下兩部分，上部1.5m電容間距為10~20cm，下部電容間距為30~50cm。

本發明的有益效果是：

本發明為測試邊坡設置了側向隔滲和縱向減阻的邊界條件，通過隔離布的不透水性有效阻擋了降雨入滲過程中水分的側向散失，通過隔離布的光滑性減小了測試邊坡兩側的摩擦阻力，通過埋設FDR探管和數據采集可以實時觀測各深度的土壤體積含水量，不僅解決了以往動態觀測降雨入滲深度的難題，而且還避免了在測試邊坡內埋設大量水分傳感器引起的邊坡土體加筋的負面影響。

本發明為現場人工降雨邊坡試驗研究奠定了一個合理的邊界設置的方法基礎，使得現場人工降雨邊坡更加真實地模擬了實際自然降雨邊坡，對提高現場人工降雨邊坡測試的可靠性具有十分重要的應用價值。

下面將結合附圖做進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是本發明測試邊坡中邊界設置的三維示意圖；

圖2是測試邊坡中邊界設置的右視圖；

圖3是圖2中隔離槽中的A-A斷面圖；

圖4是緊貼隔離布的FDR探管示意圖。

圖中：1、自然邊坡；2、測試邊坡平臺；3、測試邊坡斜坡； 4、隔離槽；5、隔離布；6、FDR探管；7、回填土；8、PVC管；9、同軸電纜；10、電極；11、電容；12、數據采集儀。