[發明專利]研究擋土墻后柔性墊層減壓性能的模型試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201811259443.7
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109440835A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 曹文昭;鄭俊杰;呂思祺;邵安迪;景丹;李立
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;中冶建筑研究總院（深圳）有限公司
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孔娜;曹葆青

本發明屬于巖土工程模型試驗方法相關技術領域，其公開了一種研究擋土墻后柔性墊層減壓性能的模型試驗裝置及方法，所述裝置包括模型箱、剛性面板、柔性墊層、可移動擋板、豎向加載系統及測試系統，所述剛性面板設置在所述模型箱前端，其轉動地連接于所述模型箱的底部；所述柔性墊層設置在所述剛性面板內側；所述可移動擋板可拆卸地連接于所述模型箱；所述豎向加載系統設置在所述模型箱的外側；所述測試系統鄰近所述剛性面板設置；通過改變所述可移動擋板的安裝位置進而改變填土的寬度；所述剛性面板通過相對于所述模型箱的轉動來改變自身與所述模型箱的底部之間的夾角，繼而對不同傾角的擋土墻進行模擬。本發明適用性較好，結構簡單，易于加工。

技術領域

本發明屬于巖土工程模型試驗方法相關技術領域，更具體地，涉及一種研究擋土墻后柔性墊層減壓性能的模型試驗裝置及方法。

背景技術

擋土墻是土木工程實踐中重要的結構物之一，其主要功能在于抵抗側向土壓力，防止墻后土體發生滑動或者坍塌，目前已經廣泛應用于房屋建筑、水利工程、公路與鐵路工程等工程建設中。傳統的擋土墻多為剛性結構，包括重力式擋土墻、衡重式擋土墻、扶壁式擋土墻和樁板墻等，其支撐剛度較大、側向位移小，但由于對墻后土體的限制作用過強，不利于土體自身抗剪強度的發揮，同時也導致墻后土壓力過大，不利于擋土墻的穩定，特別是地震作用下，墻后土壓力容易快速增大，從而導致擋土墻失穩破壞。

柔性支擋結構允許被支擋土體發生容許范圍內的變形，發揮土體的自穩能力，從而減小作用于支擋結構的土壓力。為了改進剛性擋土墻的工作性狀，在被支擋土體和剛性擋土墻之間設置柔性墊層以形成剛柔復合支擋結構，根據土壓力隨著支擋結構離開土體的位移增加而減小的特點，利用擋土墻后柔性墊層的易壓縮特性，可有效減小作用于剛性擋土墻墻背的土壓力，提高擋土墻的穩定性。然而，目前沒有有效地措施對柔性支擋結構進行試驗，柔性墊層的減壓性能的數據也較少，不能有效地指導工程實踐。相應地，本領域存在著發展一種適用性較好的研究擋土墻后柔性墊層減壓性能的模型試驗裝置及方法的技術需求。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種研究擋土墻后柔性墊層減壓性能的模型試驗裝置及方法，其基于柔性支擋結構的特點，研究及設計了一種適用性較好的研究擋土墻后柔性墊層減壓性能的模型試驗裝置，所述模型試驗裝置適用于多種柔性墊層減壓性能工況的研究分析，有利于全面深入研究擋土墻后柔性墊層的參數及設置方式對于減小擋土墻背土壓力的影響規律，從而有效地指導工程實踐，且結構簡單，易于加工制造，安裝、拆卸方便。

為實現上述目的，按照本發明的一方面，提供了一種研究擋土墻后柔性墊層減壓性能的模型試驗裝置，所述模型試驗裝置包括模型箱、剛性面板、柔性墊層、可移動擋板、豎向加載系統及測試系統，所述剛性面板設置在所述模型箱前端，其一端轉動地連接于所述模型箱的底部；所述柔性墊層設置在所述剛性面板朝向所述可移動擋板的表面上，其與所述可移動擋板間隔設置；所述可移動擋板可拆卸地連接于所述模型箱，其位于所述模型箱內；所述豎向加載系統設置在所述模型箱的外側，其用于對所述模型箱內的填土施加豎向載荷；所述測試系統鄰近所述剛性面板設置，其用于采集及分析實驗數據；

所述剛性面板、所述模型箱及所述可移動擋板之間形成容納空間，所述容納空間用于收容填土；通過改變所述可移動擋板于所述模型箱上的安裝位置來改變所述剛性面板與所述可移動擋板之間的距離，進而改變所述填土的寬度，以模擬出不同墻后填土寬度對擋土墻后土壓力分布的影響；所述剛性面板通過相對于所述模型箱的轉動來改變自身與所述模型箱的底部之間的夾角，繼而對不同傾角的擋土墻進行模擬。

進一步地，所述模型箱包括不銹鋼框架及設置在所述不銹鋼框架內的塑料板，多個所述塑料板分別作為所述不銹鋼框架的底板及側板。