[發明專利]研究基坑及邊坡失穩破壞機制的多因素耦合試驗系統

在審

• 申請號: 202110338702.0
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113063925A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 陳文昭;劉云峰;肖國華;董冠穎;王文;李鑫;唐之博;劉夕奇;王剛
• 申請（專利權）人: 南華大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N19/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 張德才

本發明公開了一種研究基坑及邊坡失穩破壞機制的多因素耦合試驗系統，涉及基坑、邊坡工程失穩破壞機制研究試驗裝置技術領域；模型試驗箱側面板上設有透明觀察區，模型試驗箱內用于設置基坑或邊坡模型；振動模擬系統能夠對模型試驗箱施加垂直方向和/或水平方向的振動；降雨模擬系統能夠向模型試驗箱內模擬降雨；地下水模擬系統能夠向基坑或邊坡模型內注入承壓水和/或潛水；加載系統能夠向模型坡頂施加載荷；溫度控制系統能夠控制基坑或邊坡模型的溫度；測試系統能夠對模擬試驗過程中土體內的技術參數進行監測和收集。本發明能夠進行多因素耦合作用下基坑或邊坡變形破壞過程的模擬試驗研究，為基坑或邊坡的穩定性評價和加固治理提供可靠的依據。

技術領域

本發明涉及基坑、邊坡工程失穩破壞機制研究試驗裝置技術領域，特別是涉及一種研究基坑及邊坡失穩破壞機制的多因素耦合試驗系統。

背景技術

地下水滲流、降雨及振動荷載等是誘發基坑及邊坡失穩破壞的主要因素。多種復雜因素共同作用下基坑及邊坡失穩破壞機理特別復雜，目前的理論與技術尚難以較好地對多因素耦合問題進行分析計算。因此，復雜因素共同作用下的基坑及邊坡災害事故時有發生。盡管國內外學者對基坑及邊坡工程失穩問題采用多種手段、做了很多工作，也取得了不少成果，但目前仍有不少問題亟需研究解決。研究基坑或邊坡失穩破壞規律，不僅要通過理論分析，更要通過室內模擬實驗來探索其本質規律。

國內外學者根據各自的試驗目的已研制出多種邊坡失穩破壞模型箱。然而，工程所處區域地質條件復雜多變，基坑或邊坡被賦予的地質環境不斷發生變化，這些模型箱都不能模擬基坑或邊坡在多場耦合作用下的失穩破壞過程。

上述研究啟示我們，在基坑及邊坡模擬試驗中，必須同時考慮多種因素及復雜的邊界條件，所以必須對傳統的模型箱加以改進。通過模型試驗研究基坑或邊坡多場耦合作用下的整體穩定性，及其可能的破壞機理，為其穩定性評價和加固治理提供可靠的依據，以避免盲目治理，減少投資。

發明內容

本發明的目的是提供一種研究基坑及邊坡失穩破壞機制的多因素耦合試驗系統，以解決上述現有技術存在的問題，能夠進行多因素耦合作用下基坑或邊坡變形破壞過程的模擬試驗研究，為基坑或邊坡的穩定性評價和加固治理提供可靠的依據。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供一種研究基坑及邊坡失穩破壞機制的多因素耦合試驗系統，包括模型試驗箱、振動模擬系統、降雨模擬系統、地下水模擬系統、加載系統、溫度控制系統和測試系統；

所述模型試驗箱的側面和底面封閉，頂部開放，所述模型試驗箱的側面板上設有透明觀察區，所述模型試驗箱內用于設置基坑模型或邊坡模型；

所述振動模擬系統能夠對所述模型試驗箱施加垂直方向和/或水平方向的振動以模擬地震對基坑或邊坡的影響；

所述降雨模擬系統能夠向所述模型試驗箱內模擬降雨以模擬雨量及降雨歷時對基坑或邊坡的影響；

所述地下水模擬系統能夠向基坑模型或邊坡模型內注入承壓水和/或潛水以模擬承壓水和潛水對基坑或邊坡的影響；

所述加載系統能夠向基坑模型側壁坡頂或邊坡模型坡頂施加載荷以模擬載荷對基坑或邊坡的影響；

所述溫度控制系統能夠控制基坑模型或邊坡模型的溫度以模擬溫度及溫度變化對基坑或邊坡的影響；

所述測試系統能夠對試驗過程中土體內的應力、應變、位移、水位、水壓、土體變形進行監測和收集。