[发明专利]锚杆对滑坡体加固效果影响的模型试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种公路边坡工程以及建筑工程中的滑坡灾害模型试验装置，具体涉及一种锚杆对滑坡体加固效果影响的模型试验装置。

背景技术

随着高速公路施工的广泛发展，越来越多的复杂工况及施工难题相继出现，随之而来的地质灾害问题也愈渐显著。尤其在我国中西部山区等地层破碎、地质条件复杂而且气候多变的地域，交通公路的大量修建不可避免地会引发滑坡灾害，而现如今在公路边坡加固方面已大量使用锚杆进行加固。但具体在锚杆设置方面的研究尚未十分清楚，因此有必要针对锚杆对滑坡体加固效果做更加深入的研究。

国内外相关学者针对锚杆角度与长度对滑坡体加固效果的研究方法主要是理论分析法、数值模拟法以及现场监测法。理论分析法是利用莫尔-库伦理论，通过假定对研究模型进行简化，但在一定程度上不能准确考虑锚杆与滑坡体之间的复杂关系；数值模拟方法一般需要借助大型商用软件，数值模型的建立较为复杂。此外，由于土工测试仪器设备的限制很难获得精确的土体物理力学参数，而土体参数的变化对数值模拟结果影响很大，因此容易造成计算结果的偏差。现场监测方法是获取锚杆加固滑坡体时重要手段之一，但是受仪器设备以及人为观察因素等限制，现场测试结果具有一定偏差，同时现场监测需要投入一定量的人力物力，现场预埋测试元件非常容易在施工中受到破坏，从而延误监测乃至得到错误监测信息。

发明内容

本发明目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种锚杆对滑坡体加固效果影响的模型试验装置，实现对锚杆加固滑坡体的模拟，准确测量滑坡面的变化以及加固效果，并进行分析。

本发明为解决其技术问题而采用以下技术方案：一种锚杆对滑坡体加固效果影响的模型试验装置，包括模型箱、人工夯填黄土模型、锚杆锚固模拟装置、多个位移计、多个千分表、多个电阻应变片，所述模型箱由一个底面，四个侧面组成；所述人工夯填黄土模型放置于模型箱中，由黄土分层夯实填筑，具有一个滑坡面，滑坡面方向沿模型箱长边；所述锚杆锚固模拟装置位于人工夯填黄土模型内部并且分设多排多列，多个位移计分别通过位移计支架固定在坡顶的土体上；多个千分表分别固定在边坡表面；多个电阻应变片沿锚杆方向均匀粘贴在锚杆锚固模拟装置的锚杆上。

所述模型箱边界处铺设塑料薄膜，用于减少边界效应的影响。

所述锚杆锚固模拟装置在人工夯填黄土模型内部分为锚固段和自由段，锚固段通过注浆使锚筋与周围土体粘结，自由段通过灌砂使锚筋与周围土体粘结。

所述锚杆模拟装置为带有固定螺栓的套筒结构，可在一定范围内实现长度的自由伸缩，增加锚杆模拟装置的实用性，用于实现不同锚杆长度对滑坡加固效果的试验。

所述滑坡面上涂抹一层凡士林来实现模拟滑坡体的滑动。

布设于坡顶、坡体中部以及坡脚的所述千分表，用于测量滑坡水平滑移变化。

布置于滑坡体的坡顶的多个位移计，用于来监测坡顶发生的垂直位移。

本发明的有益效果是：

本发明与现有技术相比较，具有如下显著优点：1、本试验测试装置可以简单人工制作，在相关科研中广泛性良好，试验测试方案具有较强扩展性，可以进一步应用到不同锚杆锚固条件下锚杆加固滑坡体影响效应的研究中；2、本试验的滑坡面模拟装置位于人工填土中，以涂抹凡士林来对工况进行细致模拟；3、本试验中通过以一定的顺序堆加沙袋施加荷载，来模拟滑坡体的逐步形成情况；4、引入多个位移测试装置，可通过对滑坡体的位移准确测量，得到锚杆加固滑坡体影响效应；5、本试验运用电阻应变片测量锚杆变形，并运用静态应变测试系统，使模拟结果更加准确、更加可信；6、采用本套装置进行对锚杆加固滑坡体影响的模型试验，可为公路边坡工程现场施工提供良好的咨询与建议，对于锚杆加固滑坡体技术标准以及滑坡体的安全保护措施提供一定的理论参考。

附图说明

图1为本发明在实施例中的模型剖面示意图；

图2为本发明在实施例中的锚杆锚固模拟装置以及应变片布置模拟装置图；

图3为本发明在实施例中的滑坡体千分表布置正视图；

图4为本发明在实例中的滑坡体坡顶位移计布置俯视图。

具体实施方式

下面结合附图，通过一个优选实例对本发明作进一步地详细说明。

首先，制作一个模型箱、一个人工填土模型、一套锚杆锚固模拟装置、多个位移测试器。