[發明專利]一種推移式滑坡-抗滑樁模型試驗監測系統及監測方法

在審

• 申請號: 201811095781.1
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109208656A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 徐楚;胡新麗;周昌;王強;應春業;吳爽爽;李嵐星;劉暢;劉東子
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 龔春來

1.一種推移式滑坡-抗滑樁模型試驗監測系統，其特征在于：所述監測系統包括：模型框架，設于所述模型框架內的滑坡模型，埋設于所述滑坡模型中的抗滑樁模型，設于所述滑坡模型后緣的后緣推力監測單元，設于所述滑坡模型的坡表、抗滑樁模型的樁頂和所述模型框架的正前方的坡表位移監測單元，埋設于所述滑坡模型中的深部位移監測單元，埋設于所述滑坡模型中的土壓力監測單元，設于所述抗滑樁模型上的抗滑樁變形和受力監測單元，及設于所述抗滑樁模型的區域上方的坡表溫度場監測單元；

所述后緣推力監測單元用于監測所述滑坡模型的后緣加載推力的變化情況；所述坡表位移監測單元用于監測所述滑坡模型的坡表位移和抗滑樁模型的樁頂位移的變化情況；所述深部位移監測單元用于監測所述滑坡模型的內部的變形情況；所述土壓力監測單元用于監測所述滑坡模型的內部土壓力及所述抗滑樁模型的樁周土壓力的變化情況；所述抗滑樁變形和受力監測單元用于監測所述抗滑樁模型的樁身內部的變形和受力情況；所述坡表溫度場監測單元用于監測所述抗滑樁模型的區域坡表溫度場的變化情況；

所述后緣推力監測單元、坡表位移監測單元、深部位移監測單元、土壓力監測單元、抗滑樁變形和受力監測單元及坡表溫度場監測單元均與調節儀連接，且所述調節儀與控制終端連接，所述控制終端用于監測推移式滑坡-抗滑樁模型試驗的多場信息變化情況。

2.如權利要求1所述的推移式滑坡-抗滑樁模型試驗監測系統，其特征在于：所述后緣推力監測單元包括壓力傳感器，用于實時監測所述滑坡模型的后緣加載推力變化情況，并實現試驗過程中后緣加載推力的控制；所述壓力傳感器安裝在后緣加載裝置和加載板之間，所述后緣加載裝置安裝在所述模型框架靠近所述滑坡模型后緣的一內側面上，所述加載板設于所述滑坡模型的后緣。

3.如權利要求1所述的推移式滑坡-抗滑樁模型試驗監測系統，其特征在于：所述坡表位移監測單元包括三維激光掃描儀和若干個位移標記點，所述位移標記點均勻布設在所述滑坡模型的坡表和抗滑樁模型的樁頂；所述三維激光掃描儀對準所述滑坡模型的前緣，用于實時掃描記錄所述位移標記點的三維坐標數據，從而計算所述滑坡模型的坡表位移量和抗滑樁模型的樁頂位移量。

4.如權利要求1所述的推移式滑坡-抗滑樁模型試驗監測系統，其特征在于：所述深部位移監測單元包括柔性深部位移計，用于監測所述滑體模型的內部的變形情況；所述柔性深部位移計沿垂直方向分別埋設在所述滑坡模型的前緣、中部和后緣，其底部固定在滑坡模型滑床上。

5.如權利要求1所述的推移式滑坡-抗滑樁模型試驗監測系統，其特征在于：所述土壓力監測單元包括微型土壓力盒，用于監測所述滑坡模型的內部土壓力及所述抗滑樁模型的樁周土壓力的時空分布情況和土拱效應的變化情況；所述微型土壓力盒沿垂直方向等間距地分別埋設在所述滑體模型的前緣和后緣，及所述抗滑樁模型的樁前、樁后和樁側。

6.如權利要求1所述的推移式滑坡-抗滑樁模型試驗監測系統，其特征在于：所述抗滑樁變形和受力監測單元包括微型應變片和光纖光柵，所述微型應變片用于實時監測所述抗滑樁模型的樁身變形和受力情況，所述光纖光柵用于實時監測所述抗滑樁模型的樁身的變形情況。

7.如權利要求6所述的推移式滑坡-抗滑樁模型試驗監測系統，其特征在于：所述微型應變片依次垂直等間距地設于所述抗滑樁模型的樁身前側和后側；所述抗滑樁模型上刻有微型U型槽，所述光纖光柵設于所述抗滑樁模型的微型U型槽內。

8.如權利要求1所述的推移式滑坡-抗滑樁模型試驗監測系統，其特征在于：所述坡表溫度場監測單元包括紅外熱像儀，用于監測所述抗滑樁模型的區域坡表溫度場的變化情況；所述紅外熱儀安裝在所述抗滑樁模型的區域正上方。

9.如權利要求1所述的推移式滑坡-抗滑樁模型試驗監測系統，其特征在于：所述抗滑樁模型為聚氨酯試驗樁。

10.一種推移式滑坡-抗滑樁模型試驗監測方法，利用權利要求1所述的推移式滑坡-抗滑樁模型試驗監測系統進行監測，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：建立所述推移式滑坡-抗滑樁模型：在所述模型框架內從底層往上依次安置所述滑床模型、滑帶模型和滑體模型以形成所述滑坡模型，將若干個所述抗滑樁模型排列成一排再依次垂直布置在所述滑坡模型的中部；

步驟2：安裝布置監測單元：在所述滑坡模型的后緣安裝所述后緣推力監測單元，在所述滑坡模型的坡表和抗滑樁模型的樁頂安裝所述坡表位移監測單元，在所述滑坡模型的前緣、中部和后緣安裝所述深部位移監測單元，在所述滑坡模型中安裝所述土壓力監測單元，在所述抗滑樁模型上安裝所述抗滑樁變形和受力監測單元，在所述抗滑樁模型的區域上方安裝所述坡表溫度場監測單元；

步驟3：滑坡后緣加載：根據設計的加載方案，利用所述后緣推力監測單元對所述滑坡模型進行加載推動，進行推移式滑坡-抗滑樁模型試驗；

步驟4：各監測單元獲取模型試驗的多場信息變化情況：通過所述后緣推力監測單元獲取后緣加載推力的變化情況，通過所述坡表位移監測單元獲取所述滑坡模型的坡表位移和所述抗滑樁模型的樁頂位移的變化情況，通過所述深部位移監測單元獲取所述滑坡模型內部的變形情況，通過所述土壓力監測單元獲取所述滑坡模型內部土壓力及所述抗滑樁模型樁周土壓力的變化情況，通過所述抗滑樁變形和受力監測單元獲取所述抗滑樁模型樁身內部的變形和受力情況，通過所述坡表溫度場監測單元獲取所述抗滑樁模型的區域坡表溫度場的變形情況；

步驟5：模型試驗多場信息的采集及預處理，通過所述控制終端采集所述推移式滑坡-抗滑樁模型的試驗多場信息變化情況并進行預處理。