[發明專利]野外層狀巖質邊坡巖體彎折破壞試驗裝置及試驗方法

有效

• 申請號: 201711282010.9
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN108254257B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 董夢龍;張發明;呂敬清;尹飛;陳梁;李雨坤;劉暢
• 申請（專利權）人: 河海大學;福建華東巖土工程有限公司
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本發明涉及野外層狀巖質邊坡巖體彎折破壞試驗裝置及試驗方法，試驗裝置包括加壓設備和記錄設備，所述加壓設備包括加壓元件，加壓元件能夠嵌入底部巖層和底部巖層之間并垂直于巖層層面對底部巖層和頂部巖層進行加壓；記錄設備正對試驗區域設置，用于在加壓設備對巖層施加壓力過程中連續定點拍攝巖體。本發明能夠通過試驗裝置對巖層施加沿坡向的壓力，使巖層發生彎折變形，模擬巖體向臨空面發生傾倒變形及破壞的過程，從而分析和預測其變形破壞的發育規律和發育趨勢。

技術領域

本發明涉及巖體測試儀器領域，具體涉及野外層狀巖質邊坡巖體彎折破壞試驗裝置及試驗方法。

背景技術

層狀反傾、直立或陡傾順層巖質邊坡易發生向邊坡臨空面方向的傾倒破壞和彎折變形。此類變形破壞模式在我國西南部高山峽谷強卸荷地區的巖質邊坡發育尤其普遍，其對人員、建筑、公路、電站等危害巨大，具有普遍性、復雜性、區域性以及危害性等特點。現有分析評價方法主要為室內的相似模型實驗和數值模擬分析兩種。由于巖層彎折變形的復雜性等特點，室內的實驗和數值模擬均不能完全分析現場實際變形情況，則需要現場進行相關實驗分析，得出原位巖體彎折變形的規律。

發明內容

針對上述問題，本發明提供野外層狀巖質邊坡巖體彎折破壞試驗裝置及試驗方法，能夠通過試驗裝置對巖層施加沿坡向的壓力，使巖層發生彎折變形，模擬巖體向臨空面發生傾倒變形及破壞的過程，從而分析和預測其變形破壞的發育規律和發育趨勢。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：野外層狀巖質邊坡巖體彎折破壞試驗裝置，包括加壓設備和記錄設備，所述加壓設備包括加壓元件，所述加壓元件能夠嵌入頂部巖層和底部巖層之間并垂直于巖層層面對頂部巖層和底部巖層進行加壓；所述記錄設備正對試驗區域設置，用于在加壓設備對巖層施加壓力過程中連續定點拍攝巖體。

進一步地，所述加壓元件為千斤頂。

進一步地，所述加壓元件的兩端分別設置有頂部加壓板和底部加壓板，所述頂部加壓板抵靠頂部巖層且位于頂部巖層和所述加壓元件之間，所述底部加壓板抵靠底部巖層且位于底部巖層和加壓元件之間。

進一步地，所述加壓元件通過液壓管連接有液壓泵。

進一步地，所述液壓泵為手持式液壓泵。

進一步地，所述記錄設備包括相機。

野外層狀巖質邊坡巖體彎折破壞試驗方法，包括如下步驟：

（1）選定試驗點，選擇巖層條件較好能夠穩固嵌入安裝加壓元件的層狀巖體，然后在巖層尚未發生傾倒變形的出露位置選擇布置試驗區域；

（2）在試驗區域內，將加壓元件穩定嵌入底部巖層和頂部巖層之間的凹槽內，使加壓元件的加壓方向垂直于巖層層面；同時，記錄加壓前巖層視傾角；

（3）根據作用巖體尺寸，在試驗巖層受壓區域沿單一層面從上到下以固定間隔標注多個記號點；

（4）在正對試驗區域布置記錄設備；

（5）在試驗區域附近用卷尺拉出一定長度作為標尺，啟動加壓元件對頂部巖層和底部巖層沿垂直于巖層層面方向加壓，同時用記錄設備對被加壓的巖層進行連續固定拍攝，直至巖層發生彎折發生斷裂變形，加壓元件停止加壓。

進一步地，在步驟（5）之后還設置步驟（6），將實驗中拍攝的照片進行處理和數據分析，得到各組記號點的位移隨時間變化曲線，從而得出巖體彎折變形的發育規律和發育趨勢。

進一步地，加壓元件為千斤頂。

進一步地，所述步驟（2）中，在所述加壓元件的兩端分別設置頂部加壓板和底部加壓板后，將加壓元件以及兩端的頂部加壓板和底部加壓板一起穩定嵌入底部巖層和頂部巖層之間的凹槽內，所述頂部加壓板抵靠頂部巖層且位于頂部巖層和所述加壓元件之間，所述底部加壓板抵靠底部巖層且位于底部巖層和加壓元件之間。