[發明專利]一種滲流應力降雨耦合邊坡失穩土體位移可視化的試驗裝置和試驗方法

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• 申請號: 201711128190.5
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107907656A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 南京科興新材料科技有限公司
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N21/84
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種滲流應力降雨耦合邊坡失穩土體位移可視化的試驗裝置和試驗方法，其特征在于：該試驗裝置包括人工降雨系統、滲流系統以及模擬邊坡；所述人工降雨系統由供水箱1、智能升降裝置3和降雨板7組成；所述的滲流系統與透明模型箱16緊密相連，底部通過止水夾13與透明模型箱相通；所述透明模型箱13底部預留一定空間，預留空間上方鋪設礫石層14，礫石層14上方放置具有一定傾斜面的飽和透明土體17模擬邊坡，透明土邊坡的破面上插入抗滑樁8；透明模型箱16的正前方安放高速工業相機12，透明模型箱的左側或者右側安放激光器15；利用激光器15打入透明土17邊坡中形成散斑，通過高速工業相機12對散斑場進行連續拍攝，后借助計算機圖像處理軟件對所得的散斑場進行分析，從而實現對邊坡滲流應力降雨耦合作用下土體內部連續變形的非嵌入式可視化測量。

2.根據權利要求1所述的一種滲流應力降雨耦合邊坡失穩土體位移可視化的試驗裝置和試驗方法，其特征在于：所述的降雨板7可通過智能升降裝置3調節與透明模型箱16的垂直高度差。

3.根據權利要求1所述的一種滲流應力降雨耦合邊坡失穩土體位移可視化的試驗裝置和試驗方法，其特征在于：所述的抗滑樁8采用直徑5mm-10mm的不銹鋼鋼棒。

4.根據權利要求1所述的一種滲流應力降雨耦合邊坡失穩土體位移可視化的試驗裝置和試驗方法，其特征在于：所述透明土17邊坡的坡頂放置加載板9以保證荷載能均勻施加到透明土17邊坡上。

5.根據權利要求1所述的一種滲流應力降雨耦合邊坡失穩土體位移可視化的試驗裝置和試驗方法，其特征在于：所述的滲流系統中包括滲流管11，滲流管11的側面設由刻度表，可模擬滲透流體在不同滲透水頭下對透明土17邊坡的沖擊。

6.根據權利要求1所述的一種滲流應力降雨耦合邊坡失穩土體位移可視化的試驗裝置和試驗方法，其特征在于：具體包括如下技術步驟：

①按試驗的參數要求配置好相應的透明土17，并以一定的傾斜坡角放置于透明模型箱16中，將抗滑樁8依次緩慢打入坡面中；

②在供水箱1中注入與透明土17具有相同折射率的孔隙流體，通過智能升降裝置3調整降雨板7至一定高度，打開水泵4和某一水位調節閥5，使供水箱1中的孔隙流體通過降雨板7散落到透明模型箱16中；

③在供水管11中注入與透明土17具有相同折射率的孔隙流體至設定水頭高度并在試驗過程中始終保持水頭不變，打開止水夾13，使供水管11中的孔隙流體進入透明模型箱16中；

④打開激光器15并調整激光切面的角度，使其垂直射入透明土17邊坡中，形成一個明亮的散斑場；

⑤打開高速工業相機12并調整其可視范圍，使其能夠涵括整個透明土17邊坡的底部，相機保持自動拍照模式，并設置其以2幅/秒的頻率采集圖像并傳送至計算機2；

⑥在透明土17邊坡的加載板上緩慢添加砝碼10，直至透明土邊坡失穩破壞；

⑦透明土17邊坡失穩破壞后，利用計算機處理軟件PIV對所獲得的圖片進行分析，得到滲流應力降雨耦合作用下邊坡土體變形的位移場。