[發(fā)明專利]一種邊坡巖土體電參數(shù)時空演化測試系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110973620.3
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113671155B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發(fā)明（設計）人: 袁剛烈;周晗旭;車愛蘭
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N27/04;G01N25/00;G01N17/00;G01N3/32
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權代理有限公司 31225
• 代理人: 應小波

本發(fā)明涉及一種邊坡巖土體電參數(shù)時空演化測試系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括：電場施加裝置，用于邊坡內(nèi)部產(chǎn)生均勻電場；電參數(shù)采集裝置，用于測試電極間巖土體的電壓，并結合電流場強度得到測量點電流數(shù)據(jù)；外部荷載施加裝置，用于對邊坡施加多種外部荷載，模擬邊坡負載荷載作用下的狀態(tài)。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有可以對多種荷載作用下的邊坡土體電參數(shù)時空演化進行快速測試，獲取邊坡土體在多種荷載作用下的電參數(shù)等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及土木工程領域，尤其是涉及一種多種荷載聯(lián)合作用下的邊坡巖土體電參數(shù)時空演化測試系統(tǒng)及方法。

背景技術

在復雜荷載作用下，邊坡巖土體物理力學特性發(fā)生變化，極易發(fā)生滑坡、崩塌等自然災害。表征巖土體導電性能的電阻率與微觀結構及物理力學性質具有相關性。野外現(xiàn)場邊坡勘查通常采用溫納等距四極法或Schlumberger-Palmer不等間距四極法等方法測量視電阻率，再經(jīng)巖土體反演得出電阻率分層結構。

經(jīng)過檢索，中國專利公開號CN110940794A公開了一種測試邊坡穩(wěn)定特性的綜合試驗方法，通過該原位和室內(nèi)試驗結合的方法，利用該方法可以對通過原位測試和室內(nèi)試驗的綜合測試方法，對邊坡巖土體的物理性質、力學性質以及水理性質等進行精確測試，其結果能夠更加真實的反應邊坡巖土體承受荷載的歷程；但是該現(xiàn)有技術只是對邊坡的物理等表象特性進行試驗，因此無法精確地得出試驗結果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種邊坡巖土體電參數(shù)時空演化測試系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種邊坡巖土體電參數(shù)時空演化測試系統(tǒng)，包括：

電場施加裝置，用于邊坡內(nèi)部產(chǎn)生均勻電場；

電參數(shù)采集裝置，用于測試電極間巖土體的電壓，并結合電流場強度得到測量點電流數(shù)據(jù)；

外部荷載施加裝置，用于對邊坡施加多種外部荷載，模擬邊坡負載荷載作用下的狀態(tài)。

作為優(yōu)選的技術方案，所述的電場施加裝置包括位于邊坡表面及底部的導電銅網(wǎng)及供電裝置。

作為優(yōu)選的技術方案，所述的電參數(shù)采集裝置包括相互連接的薄銅網(wǎng)和數(shù)據(jù)采集儀，所述的薄銅網(wǎng)作為測量電極，鋪設在邊坡內(nèi)各測試點；

所述的數(shù)據(jù)采集儀包括電流測試模塊和電壓測試模塊；

當在對導電銅網(wǎng)施加穩(wěn)定電流后，邊坡內(nèi)部產(chǎn)生均勻電場時，啟動數(shù)據(jù)采集儀中的電流測試模塊，利用導電銅網(wǎng)測試兩端的電流強度，啟動電壓測試模塊，利用測量電極測試邊坡內(nèi)部測試點巖土體的電壓值，對多種荷載作用下的邊坡土體電參數(shù)進行快速及實時測試，獲取邊坡土體在復雜荷載作用下的電參數(shù)。

作為優(yōu)選的技術方案，所述的外部荷載施加裝置包括外部降雨系統(tǒng)、凍融循環(huán)系統(tǒng)及地震波輸入系統(tǒng)，所述的外部降雨系統(tǒng)、凍融循環(huán)系統(tǒng)及地震波輸入系統(tǒng)按照時間序列排列組合進行單獨施加或多種荷載疊加同時施加。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于所述邊坡巖土體電參數(shù)時空演化測試系統(tǒng)的方法，該方法在復雜外部荷載作用下對邊坡巖土體的電參數(shù)進行測試，獲取邊坡加載過程中及各個狀態(tài)下的電參數(shù)剖面，所述的方法具體包括以下步驟：

均勻電場施加過程，在邊坡表面及底層鋪設導電銅網(wǎng)，連接電源對邊坡整體施加豎直方向的均勻電場；

電參數(shù)測試過程，在邊坡內(nèi)部測試點布設薄銅網(wǎng)作為測量電極，當邊坡在復雜荷載作用時，結合中間梯度法，在均勻電場下利用測量電極測試電極間巖土體的電壓，并結合電流場強度得到測量點電流數(shù)據(jù)；