[發明專利]一種模擬降雨條件下邊坡失穩性態的試驗方法

在審

• 申請號: 202210169548.3
• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114636804A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 劉明清;甘沁宇;池恩安
• 申請（專利權）人: 溫州理工學院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N1/28;G01N21/84;G01D21/02;G01B11/16;G01B11/02;B05B15/60
• 代理公司: 溫州金甌專利事務所(普通合伙) 33237
• 代理人: 陳暉

1.一種模擬降雨條件下邊坡失穩性態的試驗方法，其特征在于：其包括以下步驟：

一、制備模擬上土下巖二元邊坡的模擬試驗箱；

a、在模擬試驗箱內側標出每層土壓實后位置線，并設計好各個傳感器的埋設位置點；

b、在模擬試驗箱底部鋪設模擬邊坡下部巖石層的大理石板；

c、在模擬試驗箱設定為坡底的一側設置斜向支撐的擋板；

d、往模擬試驗箱內填土，且按照a中標記的層數，每層擊實，且每一層的厚度相同，且每層土體的接觸面均進行粗糙處理；

e、在填土過程中，按照a中設計的埋設點，預埋土壤水分傳感器及微型土壓力計，且避免在擊實過程中損壞水分土壤測定儀及微型土壓力計；

f、在完成填土之后，按照坡底、坡中及坡頂埋設用于側頂邊坡土體的應變值的傳感光纖；

g、在土壤表面固定設置多個用于測定表面位移變化的位移計；

h、在土壤表面設置多個用于測定土體表面場在降雨過程中的位移變化的標志點，

二、設計人工降雨裝置；

三、將步驟一中完成的模擬試驗箱進行角度調節，并開啟人工降雨裝置，根據設定的降雨工況對模擬試驗箱進行降雨，并實時監控各傳感器的物理量的變化，當邊坡發生整體滑塌時，確定邊坡已經破壞，結束試驗；

四、通過實時獲取不同位置的土壤水分傳感器的監測數據，得到土壤各個位置關于土壤水分含量變化曲線、不同降雨歷程土壤水分豎向分布曲線及不同深度入滲速度變化曲線；

五、通過實時獲取不同位置的微型土壓力計的監測數據，得到各個微型土壓力計的土壓力變化曲線，進而獲得同一垂直截面上不同深度的土壓力變化曲線及同一水平截面上不同深度的土壓力變化曲線；

六、通過獲取傳感光纖的監測數據，得到不同降雨時長的土體內部位移變化曲線；

七、通過獲取位移計的監測數據，得到土體表面位移隨時間變化曲線及不同時刻每個點的變形曲線圖；

八、通過拍攝獲取土壤表面的標志點的位置變化，進而得到邊坡表面的失穩情況；

九、根據步驟四至步驟七中得到的曲線，通過與步驟八中獲取的圖像結合判斷上土下巖二元邊坡的失穩狀態。

2.根據權利要求1所述的一種模擬降雨條件下邊坡失穩性態的試驗方法，其特征在于：土壤水分傳感器為6個，沿坡底至坡頂分布，且每個土壤水分傳感器之間橫向間距15cm，豎向間距6cm，且距離土體底部最近的土壤水分傳感器與土體底部之間的距離為13cm，距離土體頂部最近的土壤水分傳感器與土體頂部之間的距離為17cm，每個土壤水分傳感器豎向埋設于土體內部，并通過線纜與數據采集儀連接。

3.根據權利要求1所述的一種模擬降雨條件下邊坡失穩性態的試驗方法，其特征在于：所述微型土壓力計為7個，分三層設置，且上層及下層為3個，分別坡頂、坡中及坡底，中間層設置在上層與下層的中心位置，且上層距離土體頂部15cm，下層距離土體底部10cm，所述微型土壓力計豎直埋設，壓力面面向坡頂方向。

4.根據權利要求1所述的一種模擬降雨條件下邊坡失穩性態的試驗方法，其特征在于：沿坡面每隔50cm布置一個傳感光纖，且傳感光纖垂直坡面設置，由土體頂部延伸至土體底部。

5.根據權利要求1所述的一種模擬降雨條件下邊坡失穩性態的試驗方法，其特征在于：沿土體中心線位置固定設置7個位移計，且每個位移計之間間隔25cm，最靠近坡頂的位移計距離箱子頂部20cm。

6.根據權利要求1所述的一種模擬降雨條件下邊坡失穩性態的試驗方法，其特征在于：相鄰的標志點的水平間距為20cm，豎向間距為30cm。

7.根據權利要求1所述的一種模擬降雨條件下邊坡失穩性態的試驗方法，其特征在于：所述人工降雨裝置包括供水系統、人工降雨管路及噴頭以及用于控制降雨強度及范圍的降雨控制系統。

8.根據權利要求7所述的一種模擬降雨條件下邊坡失穩性態的試驗方法，其特征在于：所述人工降雨管路及噴頭通過可調節支架設置在所述模擬試驗箱上方。