[發明專利]測定帶齒墻抗滑結構水平承載特性的試驗裝置及操作方法

在審

• 申請號: 201911347853.1
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111119256A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 譚慧明;陳寧;陳福茂;陳佳;于淙洋
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 史俊軍

本發明公開了一種測定帶齒墻抗滑結構水平承載特性的試驗裝置及操作方法，模擬帶齒墻抗滑結構在受到水平荷載作用下對土體的破壞過程，判斷齒墻的高度、位置、數量對帶齒墻抗滑結構模型的水平承載性能的影響，可進一步研究帶齒墻抗滑結構在提高結構物水平承載力中的作用。

技術領域

本發明涉及一種測定帶齒墻抗滑結構水平承載特性的試驗裝置及操作方法，屬于帶抗滑結構承載特性和地基土破壞特性檢測領域。

背景技術

水利工程中的擋土（擋水）結構物建于軟弱地基上時，常常采用設置齒墻（齒坎、凸榫）的方法來滿足防沖抗滲抗滑承載力的要求，在水閘、重力壩、擋土墻、錨碇、路基、擋浪墻等工程形式中有廣泛的應用。

對于無齒墻結構物，如平板淺基礎，其水平抗滑承載力主要靠基礎底面與地基土之間的摩擦力提供，所能提供的承載能力很小，而帶齒墻抗滑結構除了底板處產生摩擦力外，其齒墻會對土體有很強的嵌固作用，當結構受荷移動時，齒墻會劇烈擾動地基土體，對土體產生強烈的破壞作用，使土體顆粒流產生翻滾、旋渦等復雜的運動狀態，也由此大幅提高了帶齒墻抗滑結構的水平承載力，這與無齒墻結構物的特性完全不同。

目前還沒有相應的試驗裝置，無法進一步研究帶齒墻抗滑結構在提高結構物水平承載力中的作用。

發明內容

本發明提供了一種測定帶齒墻抗滑結構水平承載特性的試驗裝置及操作方法，解決了背景技術中披露的問題。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

測定帶齒墻抗滑結構水平承載特性的試驗裝置，包括土體容器、帶齒墻抗滑結構模型、位移測量裝置、水平荷載裝置、拍攝裝置和計算機；

土體容器為透明容器，土體容器內放置有土體；

帶齒墻抗滑結構模型放置在土體上，并且齒墻嵌入土體，帶齒墻抗滑結構模型上設置有垂直荷載裝置，垂直荷載裝置給帶齒墻抗滑結構模型施加垂直荷載；

水平荷載裝置連接帶齒墻抗滑結構模型，水平荷載裝置給帶齒墻抗滑結構模型施加水平荷載，使帶齒墻抗滑結構模型位移；

位移測量裝置測量帶齒墻抗滑結構模型的位移；

拍攝裝置拍攝帶齒墻抗滑結構模型與土體界面處照片、整個土體區域照片；

計算機連接并控制拍攝裝置，根據位移和照片，分析土體整體位移場、土體整體應變場、帶齒墻抗滑結構模型與土體界面顆粒細觀結構運動狀態，判斷齒墻的高度、位置、數量對帶齒墻抗滑結構模型的水平承載性能的影響。

土體容器的底部設置有墊高箱，墊高箱的底部與地面固定，墊高箱內放置有負重，遠離水平荷載裝置的土體容器底部一側與墊高箱頂部卡固。

因帶齒墻抗滑結構模型位移受擠壓的土體容器側壁外部設置有加強筋。

帶齒墻抗滑結構模型包括底板，沿寬度方向，底板頂部兩端分別設置有相對的兩個側板，兩個側板的相對側均設置有連接水平荷載裝置的連接部，底板底部設置有若干列沿寬度方向的齒墻。

垂直荷載裝置為配重，配重放置在兩個側板之間的底板上。

位移測量裝置為固定在土體容器上的百分表。

水平荷載裝置包括底座和若干牽引繩，底座的一端壓有負重，底座的另一端設置有加載架，加載架上設置有可上下調節高度的水平橫梁，水平橫梁上設置有一列定滑輪，牽引繩的一端連接帶齒墻抗滑結構模型，牽引繩的另一端繞過定滑輪連接加載容器，加載容器內放置有配重。

拍攝裝置為相機陣列，通過拍攝支架設置在土體容器一側，拍攝支架上設置有上層云臺和下層云臺，部分相機設置在上層云臺上，用以拍攝帶齒墻抗滑結構模型與土體界面處照片，剩余部分相機設置在下層云臺上，用以拍攝整個土體區域照片。