順層巖質(zhì)邊坡滑移試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種試驗(yàn)系統(tǒng)，特別是涉及一種順層巖質(zhì)邊坡滑移試驗(yàn)系統(tǒng)，屬于機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]順層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題在交通、水電及礦山等重大工程中普遍存在，嚴(yán)重影響工程的安全建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，其失穩(wěn)破壞機(jī)制是順層邊坡穩(wěn)定性分析及設(shè)計(jì)、施工亟待解決的關(guān)鍵課題。順層邊坡的破壞一般有順層滑移破壞、潰曲破壞和彎折-崩塌破壞3種。沿巖層層面的平面滑動(dòng)破壞是順層邊坡發(fā)生最多、規(guī)模很大的一種破壞模式，根據(jù)其順層滑移的力學(xué)機(jī)制將平面破壞分為滑移一拉裂型和水力驅(qū)動(dòng)型兩種類型。
[0003]由于順層滑移破壞多發(fā)生在坡腳具有臨空面的緩傾或中傾層狀邊坡，其順層滑移平面破壞具有特殊性，因此已有機(jī)制研究的還不夠深入，且考慮水作用下的巖質(zhì)邊坡順層滑移破壞研究較少?，F(xiàn)有技術(shù)中也尚未公開(kāi)過(guò)用于室內(nèi)條件下模擬巖質(zhì)邊坡順層滑移破壞發(fā)生過(guò)程的完整試驗(yàn)系統(tǒng)。室內(nèi)模擬試驗(yàn)是災(zāi)害研究的重要手段，順層巖質(zhì)邊坡滑移模擬系統(tǒng)的缺乏，也進(jìn)一步限制了順層邊坡的失穩(wěn)機(jī)制及力學(xué)響應(yīng)研究的開(kāi)展。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種順層巖質(zhì)邊坡滑移試驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)ｉT性用于隧道壓力應(yīng)變測(cè)試。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]一種順層巖質(zhì)邊坡滑移試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:
[0007]包括矩形支架，所述矩形支架前側(cè)面、后側(cè)面分別固定透明板，下底面固定底板，所述透明板及底板向矩形支架后側(cè)面延伸成排水槽；
[0008]所述前后透明板間布置坡體，坡體斷面呈直角梯形，坡體底面與底板靜聯(lián)接，坡體坡面與排水槽同向；
[0009]所述坡體是多層結(jié)構(gòu)，包括上覆巖層、軟土夾層、基巖層；所述坡體中部是軟土夾層，軟土夾層呈斜面且與坡面同向；所述軟土夾層上表面與上覆巖層的下斜面緊接，軟土夾層下表面與基巖層的上斜面緊接。
[0010]上述順層巖質(zhì)邊坡滑移試驗(yàn)系統(tǒng)主體是坡體，坡體自上向下包括上覆巖層、軟土夾層、基巖層三部分。在試驗(yàn)時(shí)，通過(guò)施加外部影響因子，比如降水、推力等，觀察測(cè)量軟土夾層形變、上覆巖層滑動(dòng)及其與基巖層的相對(duì)位移，以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)?zāi)康?。坡體布置在矩形支架內(nèi)，矩形支架內(nèi)前側(cè)面、后側(cè)面分別固定透明板可在試驗(yàn)過(guò)程中提供坡體約束力同時(shí)便于觀察坡體形變。前后透明板上可以繪制刻度和/或格柵，以便于觀察和記錄變形位移數(shù)據(jù)，同時(shí)在正對(duì)前后透明板處可以布置成像裝置獲取邊坡破壞圖像用于數(shù)值分析。排水槽用于降水試驗(yàn)條件下排水。
[0011]進(jìn)一步地，順層巖質(zhì)邊坡滑移試驗(yàn)系統(tǒng)，矩形支架頂部布置降水裝置。通過(guò)增加降水裝置可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)降水試驗(yàn)。降水裝置通常采用多級(jí)輸水管路，終端是至少二平行終端管，終端管管壁上沿軸向等距開(kāi)降水孔形成降水?dāng)嗝?；降水孔沿終端管軸向排列成直線。優(yōu)化設(shè)計(jì)是，每一降水?dāng)嗝嫔?，有三降水孔；中間降水孔朝向坡體，左、右降水孔與中間降水孔分別呈45°對(duì)稱。
[0012]進(jìn)一步地，上述順層巖質(zhì)邊坡滑移試驗(yàn)系統(tǒng)，軟土夾層呈兩段斜面，下段與坡體底面夾角α =0°?20°，上段與坡體底面夾角β =20°?45°。軟土夾層采用兩段斜面設(shè)計(jì)，作用在于可以更好模擬自然界常出現(xiàn)的沿組合結(jié)構(gòu)面滑移破壞的現(xiàn)象。
[0013]進(jìn)一步地，上述順層巖質(zhì)邊坡滑移試驗(yàn)系統(tǒng)，軟土夾層中布置監(jiān)測(cè)傳感器。監(jiān)測(cè)傳感器沿軟土夾層中心線排列多組，每組監(jiān)測(cè)傳感器包括孔隙水壓計(jì)與壓力計(jì)?？紫端畨河?jì)與壓力計(jì)分別用于測(cè)量降水條件下模擬邊坡破壞時(shí)軟土夾層的土粒孔隙壓力、水壓力參數(shù)變化。每組監(jiān)測(cè)傳感器沿軟土夾層中心線左右對(duì)稱。
[0014]上述順層巖質(zhì)邊坡滑移試驗(yàn)系統(tǒng)，坡體各層材料通常為上覆巖層、基巖層是混凝土層，軟土夾層是砂土層或粘土層。
[0015]本實(shí)用新型順層巖質(zhì)邊坡滑移試驗(yàn)系統(tǒng)使用時(shí)，先在矩形支架底面固定基巖層，再在基巖層鋪設(shè)軟土夾層并布置孔隙水壓計(jì)，最后在軟土夾層上放置上覆巖層。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:(I)本產(chǎn)品可以在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)中模擬自然界中順層巖質(zhì)邊坡滑移運(yùn)動(dòng)，用以研究邊坡破壞過(guò)程及機(jī)理；(2)通過(guò)坡體坡面的分段設(shè)計(jì)，本產(chǎn)品可以模擬自然界中帶有組合結(jié)構(gòu)面的順層巖質(zhì)邊坡滑移運(yùn)動(dòng)；(3)本產(chǎn)品可以采用相應(yīng)的檢測(cè)儀器得到相應(yīng)破壞的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，用于對(duì)巖質(zhì)邊坡的破壞過(guò)程的深入研究。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1-1順層巖質(zhì)邊坡滑移試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖1-2是實(shí)施例一坡體結(jié)構(gòu)示意圖(a正向視圖，b側(cè)向視圖)。
[0019]圖1-3是降水裝置多層結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖1-4是終端管降水?dāng)嗝娣植际疽鈭D。
[0021]圖1-5是終端管降水?dāng)嗝鏅M截面示意圖。
[0022]圖2是實(shí)施例二坡體結(jié)構(gòu)示意圖(a正向視圖，b側(cè)向視圖)。
[0023]圖3-1是一段斜面軟土夾層測(cè)量傳感器布置示意圖(a正向視圖，b側(cè)向視圖)。
[0024]圖3-2是兩段斜面軟土夾層測(cè)量傳感器布置示意圖(a正向視圖，b側(cè)向視圖)。
[0025]附圖中的數(shù)字標(biāo)記分別是:
[0026]I矩形支架 11透明板 12底板 13排水槽 2坡體 21坡面
[0027]22上覆巖層23軟土夾層 24基巖層 3降水裝置 31終端管
[0028]311降水孔 312降水?dāng)嗝?4監(jiān)測(cè)傳感器5成像裝置
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例作進(jìn)一步描述。
[0030]實(shí)施例一
[0031]如圖1-1?圖1-5所示，加工一種順層巖質(zhì)邊坡滑移試驗(yàn)系統(tǒng)。
[0032]圖1-1順層巖質(zhì)邊坡滑移試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖1-2是坡體結(jié)構(gòu)示意圖(a正向視圖，b側(cè)向視圖)。順層巖質(zhì)邊坡滑移試驗(yàn)系統(tǒng)包括矩形支架I。矩形支架I前側(cè)面、后側(cè)面分別固定透明板11，下底面固定底板12，透明板11及底板12向矩形支架I后側(cè)面延伸成排水槽13。前后透明板11間布置坡體2，坡體2斷面呈直角梯形，坡體2底面與矩形支架I底板12靜聯(lián)接，坡體2坡面21與排水槽13同向。坡體2是多層結(jié)構(gòu)，包括上覆巖層22、軟土夾層23、基巖層24。坡體2中部是軟土夾層23，軟土夾層23呈斜面且與坡面21同向。軟土夾層22上表面與上覆巖層22的下斜面緊接，軟土夾層22下表面與基巖層24的上斜面緊接。在正對(duì)透明板11處布置成像裝置5。
[0033]上覆巖層22、基巖層24是混凝土層，軟土夾層23是粘土層。
[0034]圖1-3是降水裝置多層結(jié)構(gòu)示意圖；圖1-4是終端管降水?dāng)嗝娣植际疽鈭D；圖1-5是終端管降水?dāng)嗝鏅M截面示意圖。矩形支架I頂部布置降水裝置3。降水裝置3包括至少二平行終端管31，終端管31管壁上沿軸向等距開(kāi)降水孔311形成降水?dāng)嗝?12 ;降水孔311沿終端管31軸向排列成直線。每一降水?dāng)嗝?12上，有三降水孔311，中間降水孔311朝向坡體2，左、右降水孔311與中間降水孔311分別呈45 °對(duì)稱。
[0035]實(shí)施例二
[0036]如圖2所示，加工一種順層巖質(zhì)邊坡滑移試驗(yàn)系統(tǒng)，其與實(shí)施例一相同之處不再重復(fù)，其不同之處在于軟土夾層結(jié)構(gòu)。
[0037]圖2是坡體結(jié)構(gòu)示意圖(a正向視圖，b側(cè)向視圖)。軟土夾層23呈兩段斜面，下段與坡體2底面夾角α =0°?20°，上段與坡體2底面夾角β =20°?45°。本實(shí)施方式中，α = 20°、β = 45°。
[0038]實(shí)施例三
[0039]如圖3-1?圖3-2所不，加工一種順層巖質(zhì)邊坡滑移試驗(yàn)系統(tǒng)。其與實(shí)施例一或?qū)嵤├嗤幉辉僦貜?fù)，其不同之處在于軟土夾層中布置測(cè)量傳感器。
[0040]圖3-1是一段斜面軟土夾層測(cè)量傳感器布置示意圖(a正向視圖，b側(cè)向視圖)；圖3-2是兩段斜面軟土夾層測(cè)量傳感器布置示意圖(a正向視圖，b側(cè)向視圖)。軟土夾層23中布置監(jiān)測(cè)傳感器4。監(jiān)測(cè)傳感器4沿軟土夾層23中心線排列多組，每組監(jiān)測(cè)傳感器4包括孔隙水壓計(jì)與壓力計(jì)且沿軟土夾層23中心線左右對(duì)稱。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.順層巖質(zhì)邊坡滑移試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于: 包括矩形支架(1)，所述矩形支架(I)前側(cè)面、后側(cè)面分別固定透明板(11)，下底面固定底板(12)，所述透明板(11)及底板(12)向矩形支架(I)后側(cè)面延伸成排水槽(13); 所述前后透明板(11)間布置坡體(2)，坡體⑵斷面呈直角梯形，坡體(2)底面與矩形支架⑴底板(12)靜聯(lián)接，坡體⑵坡面(21)與排水槽(13)同向； 所述坡體(2)是多層結(jié)構(gòu)，包括上覆巖層(22)、軟土夾層(23)、基巖層(24);所述坡體(2)中部是軟土夾層(23)，軟土夾層(23)呈斜面且與坡面(21)同向；所述軟土夾層(22)上斜面與上覆巖層(22)的下斜面緊接，軟土夾層(22)下斜面與基巖層(24)的上斜面緊接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述矩形支架(I)頂部布置降水裝置⑶。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述降水裝置(3)包括至少二平行終端管(31)，所述終端管(31)管壁上沿軸向等距開(kāi)降水孔(311)形成降水?dāng)嗝?312);降水孔(311)沿終端管(31)軸向排列成直線。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述每一降水?dāng)嗝?312)上有三降水孔(311)，中間降水孔(311)朝向坡體(2)，左、右降水孔(311)與中間降水孔(311)分別呈45°對(duì)稱。5.根據(jù)權(quán)利要求1?4任一所述的試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述軟土夾層(23)呈兩段斜面，下段與坡體(2)底面夾角α = 0°?20°，上段與坡體(2)底面夾角β =20°?45。。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:α=20°、β =45°。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述軟土夾層(23)中布置監(jiān)測(cè)傳感器⑷。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)測(cè)傳感器(4)沿軟土夾層(23)中心線排列多組，每組監(jiān)測(cè)傳感器(4)包括孔隙水壓計(jì)與壓力計(jì)且沿軟土夾層(23)中心線左右對(duì)稱。9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、6、7、8任一所述的試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述上覆巖層(22)、基巖層(24)是混凝土層；所述軟土夾層(23)是砂土層或粘土層。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述前后透明板(11)上有刻度和/或格柵；在正對(duì)前后透明板(11)處布置成像裝置(5)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種邊坡滑移試驗(yàn)系統(tǒng)。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中缺少室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)中使用的順層巖質(zhì)邊坡滑移模擬系統(tǒng)，本實(shí)用新型提供了一種順層巖質(zhì)邊坡滑移試驗(yàn)系統(tǒng)。本產(chǎn)品包括矩形支架，矩形支架前后側(cè)面透明板及底板延伸成排水槽。前后透明板之間有坡體，坡體斷面呈直角梯形，布置在支架底板上。坡體是多層結(jié)構(gòu)，自上向下包括上覆巖層、軟土夾層、基巖層。軟土夾層呈斜面且與坡體坡面同向。軟土夾層上、下分別與上覆巖層、基巖層緊接。軟土夾層中布置孔隙水壓計(jì)與壓力計(jì)。試驗(yàn)系統(tǒng)還包括頂部降水裝置與側(cè)向成像裝置。本實(shí)用新型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，可在室內(nèi)模擬自然界中帶有組合結(jié)構(gòu)面的順層巖質(zhì)邊坡滑移運(yùn)動(dòng)，適用性強(qiáng)。
【IPC分類】G01N33/24
【公開(kāi)號(hào)】CN204882545
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520544590
【發(fā)明人】邢會(huì)歌, 楊玉川, 黃康鑫, 陸鵬源, 周家文
【申請(qǐng)人】四川大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年7月24日