[發(fā)明專利]一種巖土工程支護(hù)結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710344396.5
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107356381B
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜彤;雷家華;劉遠(yuǎn)征;李洪軍;吳琦;王四巍;薛雷
• 申請（專利權(quán)）人: 華北水利水電大學(xué)
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00
• 代理公司: 41130 鄭州浩德知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 邊鵬

本發(fā)明提出了一種巖土工程支護(hù)結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法，包括模型箱體，模型箱體內(nèi)設(shè)有滑帶模型，滑帶模型前端牽引模型系統(tǒng)連接，模型箱體還包括底板，有機(jī)玻璃板和鐵架垂直安裝在底板上，有機(jī)玻璃板安裝在鐵架的內(nèi)側(cè)，在底板前端設(shè)有轉(zhuǎn)軸，電機(jī)臺架安裝在轉(zhuǎn)軸上，滑帶模型前端固定在鉗形夾具上，鉗形夾具通過傳力桿與力傳感器后端連接，力傳感器前端與貫穿傳動箱的傳力桿連接，減速電機(jī)通過傳力桿與傳動箱相連并固定在電機(jī)臺架上。其有益效果是：本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)低速電機(jī)牽引預(yù)定滑面使滑坡發(fā)生滑動的情況下，能對不同支護(hù)結(jié)構(gòu)位移以及應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行實(shí)時、精確的測量，本發(fā)明裝置儀器構(gòu)造簡單，可調(diào)性強(qiáng)，操作方便，易于掌握。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種巖土工程支護(hù)結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法，特別是指一種通過實(shí)時量測不同支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變從而對牽引式滑坡穩(wěn)定加固進(jìn)行支護(hù)優(yōu)選的模型試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

邊坡支護(hù)是一種常見的施工技術(shù)，支護(hù)是為保證地下結(jié)構(gòu)施工及周邊環(huán)境的安全。對于土木工程來說，邊坡支護(hù)屬于基礎(chǔ)性的施工工序，邊坡支護(hù)達(dá)到的質(zhì)量在很大程度上影響到土木工程的質(zhì)量，涉及到人民生命和財(cái)產(chǎn)安全。

邊坡變形是邊坡工程中不可避免的問題，為此，人們已做了大量的研究工作，并積累了豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，可是關(guān)于邊坡的開挖變形，失穩(wěn)破壞，支護(hù)結(jié)構(gòu)失效等一些問題依然是屢見不鮮，這主要?dú)w結(jié)于：巖土體自身應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的復(fù)雜性以及在支護(hù)結(jié)構(gòu)介入之后邊坡土壓力分布的不確定性和未知性。而為了進(jìn)一步提高邊坡工程支護(hù)技術(shù)的水平和促進(jìn)土木工程的發(fā)展，加大對邊坡工程支護(hù)技術(shù)的分析研究力度不僅意義重大，而且迫在眉睫。

在當(dāng)前的支護(hù)結(jié)構(gòu)室內(nèi)模型試驗(yàn)中，常用的有三種:數(shù)值模擬對比法，離心機(jī)模型試驗(yàn)，振動臺模型試驗(yàn)，試驗(yàn)多針對特定單個滑坡的固定支護(hù)模式的研究，在對不同邊坡不同支護(hù)模式的優(yōu)選方面研究較少，利用牽引式邊坡模型試驗(yàn)對邊坡進(jìn)行支護(hù)方案優(yōu)選的研究更少。

因此，通過研究牽引式邊坡在不同支護(hù)形式下的應(yīng)力應(yīng)變演化規(guī)律實(shí)現(xiàn)不同邊坡支護(hù)方案的優(yōu)選對邊坡支護(hù)工程有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有的問題，提出一種巖土工程支護(hù)結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法。在實(shí)現(xiàn)低速電機(jī)牽引預(yù)定滑面使滑坡發(fā)生滑動的情況下，能對不同支護(hù)結(jié)構(gòu)位移以及應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行實(shí)時、精確的測量。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種巖土工程支護(hù)結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)裝置，包括模型箱體、支護(hù)結(jié)構(gòu)、牽引模型系統(tǒng)、滑帶模型和測量系統(tǒng)，在模型箱體內(nèi)填充有土體，模型箱體內(nèi)設(shè)有滑帶模型，滑帶模型前端與牽引模型系統(tǒng)相連，滑帶模型前端與牽引模型系統(tǒng)連接，模型箱體為頂部和前端開口的長方體，支護(hù)結(jié)構(gòu)穿過滑帶模型上的開口插入到土體中，測量系統(tǒng)安裝在支護(hù)結(jié)構(gòu)上以及模型箱體的一側(cè)。

模型箱體還包括底板，有機(jī)玻璃板和鐵架垂直安裝在底板上，有機(jī)玻璃板安裝在鐵架的內(nèi)側(cè)，在底板前端設(shè)有轉(zhuǎn)軸，電機(jī)臺架安裝在轉(zhuǎn)軸上，在轉(zhuǎn)軸兩端設(shè)有齒輪，滑帶模型前端伸出模型箱體并固定在鉗形夾具上，鉗形夾具通過傳力桿與力傳感器后端連接，力傳感器前端與貫穿傳動箱的傳力桿連接，減速電機(jī)通過傳力桿與傳動箱相連并固定在電機(jī)臺架上。

牽引模型系統(tǒng)包括傳力桿、傳力箱、鉗形夾具、減速電機(jī)、電機(jī)臺架，電機(jī)臺架固定安裝在轉(zhuǎn)軸上，長度不同的傳力桿分別將傳力箱與減速電機(jī)、力傳感器與鉗形夾具連接到一起。

滑帶模型為鐵絲網(wǎng)，在滑帶模型中部設(shè)有若干個開口，滑帶模型傾斜設(shè)置在模型箱體內(nèi)，支護(hù)結(jié)構(gòu)穿過開口插入到土體中。

測量系統(tǒng)包括力傳感器、反射片、壓力傳感器和三維激光測量系統(tǒng)，反射片安裝在支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部，壓力傳感器埋入支護(hù)結(jié)構(gòu)后側(cè)，埋深3cm-10cm，測量系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集儀獲得的數(shù)據(jù)發(fā)送到靜態(tài)應(yīng)變測試分析系統(tǒng)中，三維激光測量系統(tǒng)自動監(jiān)測系統(tǒng)完成支護(hù)結(jié)構(gòu)在坡體運(yùn)動過程中的面變形以及單點(diǎn)變形的采集和分析工作。

支護(hù)結(jié)構(gòu)為長方形樁體，支護(hù)結(jié)構(gòu)采用直線布樁的形式布置在土體中。