[发明专利]一种使用模拟试验装置确定边坡加固方案的方法

权利要求书

1.一种使用模拟试验装置确定边坡加固方案的方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述模拟试验装置包括：模型箱(1)、临时供水室(2)、外部供水箱(3)、收集水箱(4)、第一流量计(5-1)、第二流量计(5-2)、数据采集仪(6)、第一水管(7-1)、第二水管(7-2)、第一阀门(8-1)、第二阀门(8-2)、第三阀门(8-3)、多孔板(9)、孔压传感器(10)、数码相机(11)和摄像机(12)，

所述模型箱(1)的一个侧边通过所述多孔板(9)与所述临时供水室(2)连接，所述临时供水室(2)的一个边界为所述多孔板(9)；

使用时，边坡模型(16)放置在所述模型箱(1)中，所述孔压传感器(10)布置在所述边坡模型坡内部，所述数据采集仪(6)与所述孔压传感器(10)连接；

所述临时供水室(2)的左侧边垂直设置有第一阀门(8-1)、第二阀门(8-2)和第三阀门(8-3)；

所述外部供水箱(3)通过第一流量计(5-1)和第一水管(7-1)与所述临时供水室(2)连接；

所述收集水箱(4)通过第二流量计(5-2)和第二水管(7-2)与所述临时供水室(2)连接；

所述数码相机(11)放置在所述边坡模型坡正面；

所述摄像机(12)放置在所述边坡模型坡侧面；

实际边坡取土后，按照实际边坡的参数，在所述模型箱(1)中填筑边坡模型，所述边坡模型的内部设置有所述孔压传感器(10)；

将纤维、素土和水混合，得到加固土，将所述加固土制成三轴试样后进行三轴排水剪切实验，分别测定无纤维加固素土三轴试样、不同纤维长度和纤维含量加固土三轴试样的粘聚力和内摩擦角，根据粘聚力或内摩擦角的提高程度的最大值确定要使用的纤维的长度和含量；

将孔压传感器(10)与数据采集仪(6)连接，将数码相机(11)、摄像机(12)分别放在所述边坡模型的正面及侧面；

用无纤维加固素土分层填筑坡体，将外部供水箱(3)中的水注入临时供水室(2)中，进行无纤维加固素土边坡侧向渗流试验，根据数码相机(11)及摄像机(12)的记录结果得到滑动面与破坏区，根据第一流量计(5-1)和第二流量计(5-2)分别监测的Q_in和Q_out，得到坡内渗流量Q_in-Q_out；

根据破坏区的面积和位置，确定纤维加固区，所述纤维加固区的面积为破坏区的1.5倍；

根据粘聚力提高程度的最大值确定的纤维的长度和含量，得到第一改良土，用所述第一改良土加固所述纤维加固区后，进行边坡侧向渗流试验，根据数码相机(11)及摄像机(12)的记录结果得到第一破坏区和第一破坏时间，根据第一流量计(5-1)和第二流量计(5-2)分别监测的Q_1in和Q_1out，得到坡内渗流量Q_1in-Q_1out，验证纤维加固边坡的效果；

根据内摩擦角提高程度的最大值确定的纤维的长度和含量，得到第二改良土，用所述第二改良土加固所述纤维加固区后，进行边坡侧向渗流试验，根据数码相机(11)及摄像机(12)的记录结果得到第二破坏区和第二破坏时间，根据第一流量计(5-1)和第二流量计(5-2)分别监测的Q_2in和Q_2out，得到坡内渗流量Q_2in-Q_2out，比较所述坡内渗流量Q_lin-Q_lout与坡内渗流量Q_2in-Q_2out、所述第一破坏区与第二破坏区、所述第一破坏时间和第二破坏时间，确定最佳效果的纤维加固边坡方法。

2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述纤维包括玻璃纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维或碳纤维。

3.根据权利要求1或2所述的确定方法，其特征在于，所述纤维的长度为3～12mm。

4.根据权利要求1或2所述的确定方法，其特征在于，所述加固土中纤维的质量含量为0.3～1％。

5.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述加固土的质量含水率为5％～15％。

6.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述边坡模型的密度为1.2～2.5g/cm³。