[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

本發明公開了一種模擬降雨條件下邊坡失穩性態的試驗方法，其包括其包括以下步驟：一、制備模擬上土下巖二元邊坡的模擬試驗箱；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、獲取不同物理量的曲線；五、根據曲線，結合拍攝獲取的圖像結合判斷上土下巖二元邊坡的失穩狀態。掌握降雨條件下的失穩破壞形態，對邊坡工程防災具有重要的參考價值，同時可以利用模型試驗了解不同降雨條件下上土下巖二元邊坡的各種規律，并最終獲得對邊坡失穩狀態的判定，為同類邊坡破壞過程和機理的研究提供一定的參考。

技術領域

本發明具體涉及一種模擬降雨條件下邊坡失穩性態的試驗方法。

背景技術

浙江省地形復雜，地勢由西南向東北傾斜，山地和丘陵占70.4%，平原和盆地占23.2%，河流和湖泊占6.4%。隨著全省經濟建設的迅猛發展和公路網建設的不斷延伸，對于省內很多地區來說，平原地區的公路網已基本建成，公路建設的重點正在逐步轉移到山區丘陵地帶。傍閃沿河的山區公路受地形限制不可避免地需要采用高填深挖的工程措施，從而遭遇多種多樣的山區公路邊坡。

山區的公路邊坡工程地質、水文地質條件復雜，公路邊坡形式多樣。另外山區的公路邊坡一般都需對公路邊坡坡腳或局部進行開挖，人工開挖改變了沿線山體原有的地質條件平衡，往往會誘發崩塌、滑坡等地質災害的發生。點多、面廣、頻發的地質災害一方面會導致建設工期的延誤，另一方面增大了工程建設的投資，使得公路邊坡穩定性問題成為省內交通等基礎設施建設中的熱電與難點問題。

綜合分析往年統計的滑坡災害情況，可以發現浙南地區滑坡具有典型的特點。由于浙南地區多山，所以地層分布情況大多類似，軟弱土地層分布較少。對于浙南地區坡度組成而言，滑坡失穩是邊坡常見的破壞形態。滑坡災害的發生主要受三個方面因素影響：一是地質環境因素，二是氣候因素，三是人為因素。每年的4-10月是梅雨和臺風汛期，期間降雨集中、強度大，成為浙南地區滑坡災害的高發季節。

因此，浙南山區公路邊坡面廣、量多、涉及面廣和影響大，其安全穩定問題解決不好，將成為嚴重制約和阻礙山區公路進一步發展的主要因素之一。總體來說，多局部、缺乏系統性，重應用、缺乏設計理論和方法使得公路邊坡安全穩定問題沒有得到有效解決，仍然是山區公路建設所面臨和急需解決的關鍵設計問題。從全國和溫州市來看，隨著公路建設的快速發展，其面臨穩定地質條件越來越復雜，也將面臨更為復雜多變的公路邊坡問題。因此，開展公路邊坡的穩定性評價及災害監測預警研究在未來相當長的時間內都非常必要。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種模擬降雨條件下邊坡失穩性態的試驗方法。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

一種模擬降雨條件下邊坡失穩性態的試驗方法，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；