[发明专利]一种研究滑坡中框架抗滑结构受力特征的模型试验装置及试验方法

说明书

一种研究滑坡中框架抗滑结构受力特征的模型试验装置及试验方法，以测试滑坡推力作用下框架抗滑结构受力及变形，为框架抗滑结构的设计和应用提供理论依据。试验装包括：按比例缩尺的滑坡模型，填筑于模型槽内，包括下部的滑床和上部的滑坡体，以及设置于两者之间的滑动面；按比例缩尺的框架抗滑结构模型，由前桩、后桩、横梁和次梁构成，其主体位于滑坡体内，前桩、后桩的下部穿过滑动面进入滑床内，相邻前桩和相邻后桩之间设置缩尺的土钉墙加固体；加载系统，通过承载板作用于滑坡体的前端，将模拟的滑坡推力沿滑动面方向逐级加载于框架抗滑结构模型；测试元器件，布设于框架抗滑结构模型与滑坡体、滑床的接触面。

技术领域

本发明涉及岩土工程抗滑技术领域，特别涉及一种研究滑坡中框架抗滑结构受力特征的模型试验装置及试验方法。

技术背景

为解决铁路深路堑切断巨型滑坡滑动面加固设计面临的难题，公告号CN203684239U的中国实用新型专利公开了框架式抗滑路堑结构，该结构是一种新型的重型支挡结构，该结构属多次超静定体系，在不同滑坡推力作用下该结构的承载机理、桩土相互作用及结构失稳破坏模式尚不明确，模型试验是研究解决上述问题的较好手段，但缺乏相应的试验装置及试验方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种研究滑坡中框架抗滑结构受力特征的模型试验装置，以测试滑坡推力作用下框架抗滑结构受力及变形，为框架抗滑结构的设计和应用提供理论依据。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的一种研究滑坡中框架抗滑结构受力特征的模型试验装置，其特征是它包括：按比例缩尺的滑坡模型，填筑于模型槽内，包括下部的滑床和上部的滑坡体，以及设置于两者之间的滑动面；按比例缩尺的框架抗滑结构模型，由前桩、后桩、横梁和次梁构成，其主体位于滑坡体内，前桩、后桩的下部穿过滑动面进入滑床内，相邻前桩和相邻后桩之间设置缩尺的土钉墙加固体；加载系统，通过承载板作用于滑坡体的前端，将模拟的滑坡推力沿滑动面方向逐级加载于框架抗滑结构模型；测试元器件，布设于框架抗滑结构模型与滑坡体、滑床的接触面。

所述测试元器件包括测试土压力的双向微土压力盒和单向微土压力盒、测试应变的应变片及测试位移的位移计。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种采用上述研究滑坡中框架抗滑结构受力特征的模型试验装置的试验方法，该方法包括如下步骤：

①制作预制框架抗滑结构模型，在框架抗滑结构模型的前桩、后桩、横梁及次梁上粘贴应变片，并标注位置；

②采用C15或C20混凝土在模型槽内制作滑床，并在预定位置预留供前桩、后桩插入的桩孔；

③在滑床表面铺设涂有黄油的双层塑料薄膜模拟滑动面，模型槽内侧均粘贴涂有黄油的双层光滑塑料薄膜；

④将框架抗滑结构模型安装至滑床预留桩孔，埋设并调试滑床桩孔内单向微土压力盒；

⑤分层填筑滑坡体，在填筑过程中及时埋设并调试滑坡体内双向微土压力盒；

⑥滑坡体填筑完成后，安装前桩桩顶和后桩桩顶位移计，用万用表逐一检查应变片、单向微土压力盒、双向微土压力盒及位移计的读数，并将应变片、单向微土压力盒、双向微土压力盒及位移计的导线与信号采集仪连接；

⑦通过加载系统进行分级加载，采用千斤顶施加沿滑动面的滑坡推力；每级加载增量为5kN，每级加载保持15min的稳定时间，然后继续加载下一级滑坡推力，直到滑坡模型大滑移破坏或桩体破坏为止。

本发明的有益效果是，能有效测试多次超静定体系框架抗滑结构在滑坡推力作用下的受力及变形，有利于系统研究该结构的承载机理、桩土相互作用及结构失稳破坏模式，为框架抗滑结构的设计和应用提供理论依据；模型试验实施流程清晰，可操作性强。

附图说明