本實用新型涉及一種模擬邊坡受力的結(jié)構(gòu)裝置，具體涉及一種基于邊坡的固定加載裝置。

背景技術(shù)：

邊坡工程廣泛存在于我國各地，近些年來，我國發(fā)生多起因邊坡問題引發(fā)的重大事故，給國家和人民帶來巨大損失。而人類對邊坡工程的研究至今已有100多年的歷史，已經(jīng)取得了大量成果，但仍有許多問題需要分析解決及進一步探討，因此，對邊坡的持續(xù)研究有著重要的科研及社會價值。

對邊坡的穩(wěn)定性研究評價方法有很多，不同的方法各具特點，均有一定的適用性。目前使用較多的邊坡穩(wěn)定性分析方法有：（1）計算分析法，在巖土力學(xué)中采用力學(xué)系列方法，對邊坡土體建立力學(xué)分析模型，包括極限平衡分析法、數(shù)值分析法；（2）室內(nèi)模擬試驗法，即通過研究與原型有一定程度相似的模型來分析原型的破壞模式。在力學(xué)系列方法中，極限平衡法是較常用的方法，它根據(jù)邊坡上滑體和滑體分塊的力學(xué)平衡原理，分析邊坡在各種破壞模式下的受力狀態(tài)；在數(shù)值分析方法中，有限元法是較為常用的方法，它部分考慮了邊坡巖體的非均質(zhì)性和不連續(xù)性，可以給出巖體的應(yīng)力、應(yīng)變大小與分布，但是它不能很好的求解大變形和位移不連續(xù)等問題，在實際工程中受物理參數(shù)的選取影響也較大，對無限域、應(yīng)力集中等問題的解決也不理想；而室內(nèi)模擬試驗法，可以相對較嚴格的控制試驗對象的主要參數(shù)，不受外界條件和自然條件的限制，能夠做到精確無誤；同時模擬試驗有利于在復(fù)雜的試驗過程中突出主要矛盾，便于把握和發(fā)現(xiàn)內(nèi)在聯(lián)系，有時亦可對原型所得結(jié)論進行修正及校驗。由于模型與原型相比，尺寸一般都是按照特定的相似比例進行縮小，故加工制作相對方便，同時也節(jié)省資金、人力和時間。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種基于邊坡的固定加載裝置，在室內(nèi)模擬試驗法中能滿足在不同受力情況下不同邊坡條件的承載力及變形要求。

本實用新型所采用的技術(shù)方案為：

一種基于邊坡的固定加載裝置，其特征在于：

包括水平的鐵質(zhì)底板，鐵質(zhì)底板上表面設(shè)置有由角鋼組成的立方體基本骨架，基本骨架外固定有機玻璃箱體，有機玻璃箱體內(nèi)部設(shè)置有貼合到有機玻璃箱體內(nèi)表面并固定于鐵質(zhì)底板上表面的木質(zhì)活動板；

其中一側(cè)的木質(zhì)活動板上方的有機玻璃箱體開孔，設(shè)置有推力鋼板，推力鋼板外設(shè)置有反力架，推力鋼板和反力架之間設(shè)置有油壓千斤頂。

鐵質(zhì)底板的下表面安裝有滑動輪胎。

角鋼上預(yù)留有螺栓孔，有機玻璃箱體的各塊透明有機玻璃通過螺栓固定到角鋼上。

反力架由兩側(cè)的連接桿和連接桿之間橫向的方管鋼組成，連接桿為角鋼材料，連接桿與立方體基本骨架的角鋼通過獨立角鋼焊接固定。

油壓千斤頂包括千斤頂?shù)鬃颓Ы镯敾钊蛪呵Ы镯數(shù)鬃潭ㄓ诜戳艿姆焦茕撋?，油壓千斤頂活塞端部與推力鋼板接觸。

本實用新型具有以下優(yōu)點：

在室內(nèi)模擬試驗法中使用本實用新型裝置后，當采用油壓千斤頂對推力鋼板施加推力時，邊坡會受到推力鋼板的頂推作用而受力并產(chǎn)生變形，內(nèi)部土體結(jié)構(gòu)會遭到破壞，隨著推力的逐漸增大，邊坡所受外力逐漸增大，邊坡的變形亦逐漸增大，同時邊坡土體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)必然會繼續(xù)破壞，不同位置處土體的形變及土壓力亦會產(chǎn)生差異；當推力增大到一定程度，即下滑力大于抗滑力時，邊坡完全破壞，此時可以測量邊坡的受力及變形情況，以及在每級推力荷載作用下土體的土壓力荷載變化等情況。具體優(yōu)點主要有：

（1）可以現(xiàn)場拼裝，實施便利。本裝置各構(gòu)件通過螺栓連接，現(xiàn)場拼裝而成，運輸和安裝均很方便。

（2）耐久性好，節(jié)約投資。本裝置一旦完成，可循環(huán)使用，省時省力，且本裝置的養(yǎng)護及維修費用均較低；

（3）維護更換方便。本裝置若失效后，可及時更換部件，即刻恢復(fù)功效；實用性好、操作方便、價格低廉，易于推廣應(yīng)用。

（4）可模擬多種邊坡滑移及滑坡現(xiàn)象，可根據(jù)不同工況設(shè)置不同尺寸，根據(jù)不同邊坡支護措施模擬多種支護型式，可測量多種參數(shù)指標。

附圖說明

圖1—本發(fā)明裝置平面圖；

圖2—本發(fā)明裝置立面圖；

圖3—本發(fā)明裝置主要結(jié)構(gòu)主視I-I剖面圖；

圖4—本發(fā)明裝置主要結(jié)構(gòu)主視II-II剖面圖；

圖中：1.有機玻璃箱體 2.木質(zhì)活動板 3.鐵質(zhì)底板 4.滑動輪胎 5.螺栓 6.角鋼 7.油壓千斤頂?shù)鬃?8.方管鋼 9.油壓千斤頂活塞 10.推力鋼板 11.獨立角鋼。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本實用新型進行詳細說明。

本實用新型涉及一種基于邊坡的固定加載裝置，包括水平的鐵質(zhì)底板3，鐵質(zhì)底板3下表面安裝有滑動輪胎4，鐵質(zhì)底板3上表面設(shè)置有由角鋼6組成的立方體基本骨架，基本骨架外固定有機玻璃箱體1，有機玻璃箱體1內(nèi)部設(shè)置有貼合到有機玻璃箱體1內(nèi)表面并固定于鐵質(zhì)底板3上表面的木質(zhì)活動板2。角鋼6上預(yù)留有螺栓孔，有機玻璃箱體1的各塊透明有機玻璃通過螺栓5固定到角鋼6上。

其中一側(cè)的木質(zhì)活動板2上方的有機玻璃箱體1開孔，設(shè)置有推力鋼板10，推力鋼板10外設(shè)置有反力架，推力鋼板10和反力架之間設(shè)置有油壓千斤頂。

反力架由兩側(cè)的連接桿和連接桿之間橫向的方管鋼8組成，連接桿為角鋼材料，連接桿與立方體基本骨架的角鋼6通過獨立角鋼11焊接固定。

油壓千斤頂包括千斤頂?shù)鬃?和千斤頂活塞9，油壓千斤頂?shù)鬃?固定于反力架的方管鋼8上，油壓千斤頂活塞9端部與推力鋼板10接觸。

該裝置主要部件的功能是：在模型箱兩側(cè)設(shè)置透明的有機玻璃，可以實時觀察箱內(nèi)邊坡變形等情況；通過螺栓與木質(zhì)活動板2連接，可以固定并約束邊坡不動區(qū)域的變形，而未安裝木質(zhì)活動板2的區(qū)域可以觀察邊坡受力時的位移變化；反力架通過螺栓與模型箱連接，可以很好的節(jié)約試驗所需空間，同時也保證了不會因為加載裝置而使反力架變形；油壓千斤頂為主要加載裝置，一側(cè)與反力架接觸，一側(cè)與推力鋼板10接觸，推力鋼板10則與邊坡直接接觸；對于每級加載所需推力的程度，可根據(jù)實際試驗情況自行設(shè)置；鐵質(zhì)底板3下表面裝有滑動輪胎4，便于該裝置靈活移動。

操作時：

步驟一：前期準備。通過現(xiàn)場試驗測定邊坡及土體參數(shù)（包括邊坡角度、坡率、高度、主要巖質(zhì)特性等），根據(jù)所得參數(shù)選取相似比模型材料，確定模型箱尺寸及油壓千斤頂行程等，計算出每級需要施加荷載作用力的大小。

步驟二：制作模型箱。將滑動輪胎4固定于鐵質(zhì)底板3的下部，同時在鐵質(zhì)底板3兩側(cè)固定角鋼6形成邊坡固定基本骨架，按照邊坡模型大小，在角鋼6上預(yù)留螺栓孔，將有機玻璃箱體1與角鋼6用螺栓5固定。

步驟三：制作邊坡模型。將木質(zhì)活動板2與角鋼6用螺栓5固定，使模型箱達到四周封閉狀態(tài)，將準備好的邊坡模型材料按照邊坡模型要求填筑于模型箱內(nèi)，著重檢查邊坡模型的大小、高度及坡率等。

步驟四：安裝反力架。將木質(zhì)活動板2撤掉，將角鋼6與方管鋼8焊接，組成反力架，將反力架與獨立角鋼11通過螺栓5固定。

步驟五：放置油壓千斤頂。將油壓千斤頂?shù)鬃?頂住方管鋼8，油壓千斤頂活塞9與推力鋼板10輕微接觸持力。

步驟六：逐步加載。在一定時間內(nèi)，穩(wěn)步增加推力荷載，觀察記錄邊坡變形情況，直至邊坡完全破壞。

應(yīng)用本裝置后，隨著所模擬的不同工程中各類邊坡性質(zhì)差異，其相關(guān)參數(shù)如：模型箱大小、箱內(nèi)邊坡尺寸、邊坡具體特性、油壓千斤頂行程、千斤頂加載作用力等均可根據(jù)實際工程需要，因地制宜，或大或小、或多或少、或長或短、或強或弱。

本實用新型的內(nèi)容不限于實施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本實用新型說明書而對本實用新型技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。