[發明專利]一種模擬地下水誘發土質邊坡失穩的方法

在審

• 申請號: 201810642740.3
• 申請日: 2018-06-21
• 公開（公告）號: CN108828189A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 張曉超;裴向軍;張子東;韓祥森;王思鐸
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 趙凱

1.一種模擬地下水誘發土質邊坡失穩的方法，其特征在于，包括以下步驟：

a、將物理模型放置于離心機吊籃底座上，開啟離心機，離心機給物理模型一個離心加速度，對土層（7）底部的土體進行飽和；

b、升高外置水箱（1）的高度，打開出水閥門（19）和進水閥門（18），根據飽和的土層（7）厚度，通過水流量傳感器（21）控制注水量緩慢向土層（7）中滲水，完成整個土層（7）的土體飽和過程；

c、關閉進水閥門（18），降低外置水箱（1）的高度，提高離心加速度，使物理模型內孔隙水壓力固結消散，通過土層（7）內的孔隙水壓力傳感器（8）判斷固結是否完成；

d、固結完成后，打開進水閥門（18），根據內置水箱（11）的預設水位高度，將外置水箱（1）升高到對應高度，內置水箱（11）內的水經滲水孔（13）透過透水石（14）和土工布（15）均勻入滲至土層（7）內，在不同高度停留通過水流量傳感器（21）得到不同水位高度時對坡體的入滲量，觀察物理模型內濕潤鋒的變化及坡體變形情況，完成模擬地下水誘發土質邊坡的整個失穩過程。

2.根據權利要求1所述的一種模擬地下水誘發土質邊坡失穩的方法，其特征在于：所述步驟b中，水流量傳感器（21）控制注水量緩慢向土層（7）中滲水是指采用鈉羧基甲基纖維素或羧丙基甲基木質纖維素加入蒸餾水中，調至黏度為30 cst，密度為0.96 g/cm³的混合液作為孔隙液體向土層（7）中滲入。

3.根據權利要求1所述的一種模擬地下水誘發土質邊坡失穩的方法，其特征在于：所述物理模型包括模型箱、外置水箱（1）和升降器（2），外置水箱（1）通過升降器（2）與模型箱連接，模型箱包括鋼框架（3）和與鋼框架（3）連接的透明有機玻璃（4），模型箱的內底壁上固定有基座（5），基座（5）上固定有不透水層（6），不透水層（6）上設置有土層（7），土層（7）內置有孔隙水壓力傳感器（8）、土壓力傳感器（9）和差動位移傳感器（10），基座（5）一側設置有內置水箱（11），內置水箱（11）固定在模型箱的內底壁上，內置水箱（11）的一側壁上刻有水位刻度線（12），另一側壁上開有多個滲水孔（13），多個滲水孔（13）沿側壁從下到上間隔均勻布置，滲水孔（13）與土層（7）之間依次設置有透水石（14）和土工布（15），外置水箱（1）上連接有進水管（16）和出水管（17），進水管（16）上設置有進水閥門（18），出水管（17）上設置有出水閥門（19），內置水箱（11）上連接有不銹鋼軟管（20），外置水箱（1）通過不銹鋼軟管（20）與內置水箱（11）連通，不銹鋼軟管（20）上固定有水流量傳感器（21）。

4.根據權利要求3所述的一種模擬地下水誘發土質邊坡失穩的方法，其特征在于：所述孔隙水壓力傳感器（8），用于監測地下水升降過程中的孔隙水壓力變化，孔隙水壓力傳感器（8）為10個；土壓力傳感器（9），用于監測地下水升降過程中的土壓力變化，土壓力傳感器（9）為7個；差動位移傳感器（10），用于監測土質邊坡的位移變化，差動位移傳感器（10）為4個。

5.根據權利要求3所述的一種模擬地下水誘發土質邊坡失穩的方法，其特征在于：所述滲水孔（13）分布成7排，位于內置水箱（11）側壁底端的滲水孔（13）的高度與土層（7）底部的高度相齊平。

6.根據權利要求3所述的一種模擬地下水誘發土質邊坡失穩的方法，其特征在于：所述透水石（14）的長度與土工布（15）的長度相同，土工布（15）的長度大于土層（7）的高度，土工布（15）的頂端與土層（7）的頂端相齊平，土層（7）的頂端與透水石（14）的頂端相齊平。

7.根據權利要求3所述的一種模擬地下水誘發土質邊坡失穩的方法，其特征在于：所述模型箱的頂部固定有橫截面呈“H”形的安裝架（22），安裝架（22）上固定有第一多角度攝像機（23），第一多角度攝像機（23）位于土層（7）的正上方，模型箱的底部連接有橫截面呈“L”形的支座（24），支座（24）上固定有第二多角度攝像機（25），第二多角度攝像機（25）位于透明有機玻璃（4）一側。