[发明专利]测定带齿墙抗滑结构水平承载特性的试验装置及操作方法

说明书

本发明公开了一种测定带齿墙抗滑结构水平承载特性的试验装置及操作方法，模拟带齿墙抗滑结构在受到水平荷载作用下对土体的破坏过程，判断齿墙的高度、位置、数量对带齿墙抗滑结构模型的水平承载性能的影响，可进一步研究带齿墙抗滑结构在提高结构物水平承载力中的作用。

技术领域

本发明涉及一种测定带齿墙抗滑结构水平承载特性的试验装置及操作方法，属于带抗滑结构承载特性和地基土破坏特性检测领域。

背景技术

水利工程中的挡土（挡水）结构物建于软弱地基上时，常常采用设置齿墙（齿坎、凸榫）的方法来满足防冲抗渗抗滑承载力的要求，在水闸、重力坝、挡土墙、锚碇、路基、挡浪墙等工程形式中有广泛的应用。

对于无齿墙结构物，如平板浅基础，其水平抗滑承载力主要靠基础底面与地基土之间的摩擦力提供，所能提供的承载能力很小，而带齿墙抗滑结构除了底板处产生摩擦力外，其齿墙会对土体有很强的嵌固作用，当结构受荷移动时，齿墙会剧烈扰动地基土体，对土体产生强烈的破坏作用，使土体颗粒流产生翻滚、旋涡等复杂的运动状态，也由此大幅提高了带齿墙抗滑结构的水平承载力，这与无齿墙结构物的特性完全不同。

目前还没有相应的试验装置，无法进一步研究带齿墙抗滑结构在提高结构物水平承载力中的作用。

发明内容

本发明提供了一种测定带齿墙抗滑结构水平承载特性的试验装置及操作方法，解决了背景技术中披露的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

测定带齿墙抗滑结构水平承载特性的试验装置，包括土体容器、带齿墙抗滑结构模型、位移测量装置、水平荷载装置、拍摄装置和计算机；

土体容器为透明容器，土体容器内放置有土体；

带齿墙抗滑结构模型放置在土体上，并且齿墙嵌入土体，带齿墙抗滑结构模型上设置有垂直荷载装置，垂直荷载装置给带齿墙抗滑结构模型施加垂直荷载；

水平荷载装置连接带齿墙抗滑结构模型，水平荷载装置给带齿墙抗滑结构模型施加水平荷载，使带齿墙抗滑结构模型位移；

位移测量装置测量带齿墙抗滑结构模型的位移；

拍摄装置拍摄带齿墙抗滑结构模型与土体界面处照片、整个土体区域照片；

计算机连接并控制拍摄装置，根据位移和照片，分析土体整体位移场、土体整体应变场、带齿墙抗滑结构模型与土体界面颗粒细观结构运动状态，判断齿墙的高度、位置、数量对带齿墙抗滑结构模型的水平承载性能的影响。

土体容器的底部设置有垫高箱，垫高箱的底部与地面固定，垫高箱内放置有负重，远离水平荷载装置的土体容器底部一侧与垫高箱顶部卡固。

因带齿墙抗滑结构模型位移受挤压的土体容器侧壁外部设置有加强筋。

带齿墙抗滑结构模型包括底板，沿宽度方向，底板顶部两端分别设置有相对的两个侧板，两个侧板的相对侧均设置有连接水平荷载装置的连接部，底板底部设置有若干列沿宽度方向的齿墙。

垂直荷载装置为配重，配重放置在两个侧板之间的底板上。

位移测量装置为固定在土体容器上的百分表。

水平荷载装置包括底座和若干牵引绳，底座的一端压有负重，底座的另一端设置有加载架，加载架上设置有可上下调节高度的水平横梁，水平横梁上设置有一列定滑轮，牵引绳的一端连接带齿墙抗滑结构模型，牵引绳的另一端绕过定滑轮连接加载容器，加载容器内放置有配重。

拍摄装置为相机阵列，通过拍摄支架设置在土体容器一侧，拍摄支架上设置有上层云台和下层云台，部分相机设置在上层云台上，用以拍摄带齿墙抗滑结构模型与土体界面处照片，剩余部分相机设置在下层云台上，用以拍摄整个土体区域照片。