[发明专利]一种测试滑坡稳定性的物理模型试验装置及测试方法有效

专利信息
申请号: 201910681406.3 申请日: 2019-07-26
公开(公告)号: CN110441496B 公开(公告)日: 2021-03-19
发明(设计)人: 王环玲;姜自华;徐卫亚;周行健;王如宾;苏佳盼;马行生 申请(专利权)人: 河海大学
主分类号: G01N33/24 分类号: G01N33/24;G01L11/00;G01B11/02
代理公司: 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 代理人: 吴飞
地址: 211100 *** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 测试 滑坡 稳定性 物理 模型 试验装置 方法
【说明书】:

发明公开一种测试滑坡稳定性的物理模型试验装置及测试方法,该试验装置包括试验槽,试验槽内堆砌滑床、滑带和滑体,且其内部设有激光测距仪、用于测量并记录滑坡破坏过程中滑体的位移变化量;还包括孔隙水压力加载系统、以及埋置在滑带中的孔隙水压力测量系统和用于实现滑坡孔隙水压力变化的孔隙水压力分布系统,孔隙水压力加载系统与孔隙水压力分布系统连接。测试滑坡稳定性的方法包括如下步骤:在试验槽内堆砌滑坡物理模型,调节孔隙水压力加载系统的水压值至预设值p0,向滑带内加载水压,直至滑带内孔隙水压力与预设值达到一致并维持;逐级增大水压加载值直至滑坡物理模型破坏;通过计算滑坡安全富裕度值定量评价滑坡稳定性。

技术领域

本发明涉及一种物理模型试验装置,特别涉及一种测试滑坡稳定性的物理模型试验装置及测试方法,属于地质灾害模型试验领域。

背景技术

水是导致滑坡失稳的重要因素,水通过入渗在滑坡内集聚,导致滑坡内孔隙水压力增大,减小滑坡的抗剪强度,导致滑坡的发生。因此研究孔隙水压力变化对滑坡稳定性的影响是至关重要的。

室内物理模型试验是研究滑坡发生机理的一种有效手段。目前很多学者通过降雨或者库水位变动来实现滑坡孔隙水压力的变化,其缺点主要有以下几个方面:一是滑带内孔隙水压力变化梯度小;二是坡体渗透系数小,水从坡体入渗到滑带需要的时间较长;三是滑带孔隙水压力的大小不可控,且对于稳定性较好的滑坡很难得到激发滑坡破坏时所需要的孔隙水压力的大小。

因此,目前缺乏一种精确、可快速控制孔隙水压力变化的滑坡稳定性模型试验装置及测试方法。

发明内容

发明目的:针对现有滑坡稳定性模拟试验过程中存在的孔隙水压力变化梯度小、变化缓慢、水压力大小不可控等问题,本发明提供一种测试滑坡稳定性的物理模型试验装置,并提供一种利用该试验装置测试滑坡稳定性的方法,测试滑坡在不同孔隙水压力情况下的稳定性情况。

技术方案:本发明所述的一种测试滑坡稳定性的物理模型试验装置,本装置通过直接增大滑坡内孔隙水压力的加载方式来测试滑坡稳定性,包括试验槽,试验槽内堆砌滑坡物理模型,该物理模型自下而上包括滑床、滑带和滑体,且试验槽内部设有激光测距仪、用于测量并记录滑坡破坏过程中滑体的位移变化量;还包括孔隙水压力加载系统、孔隙水压力测量系统以及用于实现滑坡孔隙水压力变化的孔隙水压力分布系统,其中,孔隙水压力加载系统与孔隙水压力分布系统连接,孔隙水压力分布系统和孔隙水压力测量系统埋置在滑带中。

优选的,孔隙水压力加载系统包括相互连接的压力泵和水箱,该水箱上设有用于监测水压的高精压力表;孔隙水压力分布系统包括喷头,该喷头与水箱连通,且两者的连通管路上设置有阀门;孔隙水压力测量系统包括孔隙水压力传感器以及与其连接的数据采集仪。

较优的,滑带内沿坡顶到坡底均匀布设有若干个喷头,每个喷头均通过水管与水箱连通。其中,喷头的数量、间距及位置的设置满足如下条件:滑坡内各处孔隙水压力变化幅度相近。

更优的,滑带内沿坡顶至坡底均匀布设有若干个孔隙水压力传感器,每个孔隙水压力传感器均与数据采集仪连接。

本发明所述的采用上述物理模型试验装置测试滑坡稳定性的方法,包括如下步骤:

步骤1,根据相似理论确定模拟实际滑坡的滑坡物理模型的尺寸,配制滑床、滑带和滑体的相似材料,在试验槽内堆砌滑坡物理模型,当堆砌到滑带中间时布设孔隙水压力分布系统和孔隙水压力测量系统;

步骤2,调节孔隙水压力加载系统的水压值与滑带孔隙水压力预设值p0相一致;p0为根据相似理论计算得到的实际滑坡的滑带孔隙水压力或根据实验需要设置的初始孔隙水压力值;

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