[發明專利]高陡巖質邊坡的地震動模擬裝置及其試驗方法

在審

• 申請號: 202211052299.6
• 申請日: 2022-08-30
• 公開（公告）號: CN115435992A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 邵珠杰;劉先鋒;胡金山;王通;袁勝洋;田士軍;于基寧
• 申請（專利權）人: 中鐵第一勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02;G01B11/02;G01B11/16
• 代理公司: 西安唐知知識產權代理事務所(普通合伙) 61284
• 代理人: 奇敏;馬睿

本發明公開了一種高陡巖質邊坡的地震動模擬裝置及其試驗方法，該方法包括如下步驟：根據高陡巖質邊坡的現場工點資料確定邊坡模型的砌筑結構；利用巖質邊坡塊體制作裝置制作邊坡模型的砌筑結構所需的若干塊體單元；在模型箱內砌筑所述塊體單元，完成邊坡模型的建造，模型箱為透明結構；在邊坡模型內布設動力指標測量儀器，在模型箱側方布設PIV測試系統；利用大型地震模擬試驗臺設備加載不同的地震波形，記錄實驗數據，完成實驗。本發明解決了傳統試驗中無法實時測量結構內部位移變形的問題，為高陡巖質邊坡在地震作用下的變形研究和相關結構設計提供參考依據。

技術領域

本發明屬于邊坡監測技術領域，具體涉及高陡巖質邊坡的地震動模擬裝置及其試驗方法。

背景技術

在地震頻發的地區，會出現大量的層狀巖質邊坡失穩破壞的案例，造成重大的財產損失和人員傷亡。

隨著高原鐵路建設的推進，高原線沿線存在有大量的高陡巖質邊坡，一旦發生地震災害，后果不堪設想。近年來，巖質邊坡的動力穩定性問題受到越來越多的學者關注，大型振動臺物理模型試驗成為了有效研究邊坡動力響應與破壞模式的重要手段之一，充分考慮巖質邊坡節理和層理強度的影響對高陡巖質邊坡的治理和抗震支擋結構設計具有重要的理論和現實意義。目前，考慮基巖傾角的高陡巖質邊坡振動臺模型試驗鮮有研究，且傳統型模型箱側壁大多是由不透明的鋼板焊接而成，并且位移測量大多是通過激光位移計，無法對坡體內部塊體位移進行實時測量。

因此，本發明針對上述不足提出了改進和補充，提出了一種巖質邊坡模型的制作和振動臺試驗方法。

發明內容

本發明提供一種高陡巖質邊坡的地震動模擬裝置及其試驗方法，解決傳統試驗裝置及方法無法實時測量模擬結構的內部位移變形且最終測量結果不準確等技術問題。

為了達到上述目的，本發明的技術方案如下：

高陡巖質邊坡的地震動模擬試驗方法，包括如下步驟：

根據高陡巖質邊坡的現場工點資料確定邊坡模型的砌筑結構；

利用巖質邊坡塊體制作裝置制作邊坡模型的砌筑結構所需的若干塊體單元；在模型箱內砌筑所述塊體單元，完成邊坡模型的建造，模型箱為透明結構；

在邊坡模型內布設動力指標測量儀器，在模型箱側方布設PIV測試系統；

利用大型地震模擬試驗臺設備加載不同的地震波形，記錄實驗數據，完成實驗。

進一步的，所述利用巖質邊坡塊體制作裝置制作邊坡砌筑模型所需的若干塊體單元，具體包括：

根據工點資料中的力學參數和正交試驗結果確定塊體單元的混合料配比，將所述混合料所對應的干料稱量后加入攪拌機中進行攪拌；

向拌勻的干料中加入事先稱量好的水和甘油，再次攪拌均勻；

在所述巖質邊坡塊體制作裝置的四周均勻涂抹脫模劑；

根據密度控制稱量出一定質量的混合料裝入巖質邊坡塊體制作裝置；

將巖質邊坡塊體制作裝置放置在萬能試驗機上壓實成型，放置12小時后脫模。

進一步的，在模型箱內砌筑所述塊體單元，完成邊坡模型的建造，具體包括：

在模型箱兩側壁外粘貼透明光滑塑料薄膜，根據邊坡模型的設計尺寸及分層厚度在塑料薄膜上繪出相應的輪廓線，同時標記出傳感器布設位置；

在模型箱后側壁設置聚苯乙烯泡沫板或橡膠膜，用于減輕模型的邊界效應；

將基巖材料攪拌均勻倒入模型箱內，根據模型箱的側壁外輪廓線分層填筑壓實基巖材料構成基巖；

在基巖上砌筑塊體單元，塊體單元層與層之間使用細沙和流塑狀粘結材料的混合物粘結；