[实用新型]用于多重圆弧模型稳定性分析效果检验的模型试验系统

说明书

本实用新型提供用于多重圆弧模型稳定性分析效果检验的模型试验系统，所述模型试验系统包含滑坡系统、加载系统、进排水系统、监测控制系统以及框架五个部分。本实用新型首次对多圆弧形滑带进行塑造，再现该类型滑坡真实地质条件。通过设置合理的进排水系统及水位监测技术，实现了对不同水位工况的精准控制，继而采用坡顶加压的驱动模式，分别在各水位工况下实现滑坡失稳破坏过程的有效模拟。本实用新型采用计算机智能操控系统，配套先进的监测、摄影技术，提升了试验的智能化程度和精度。

技术领域

本实用新型属于岩土工程高新试验和理论分析技术领域，涉及用于多重圆弧模型稳定性分析效果检验的模型试验系统。

背景技术

经典的滑坡稳定性分析模型大多基于极限平衡条件进行构建，且主要分为圆弧模型和非圆弧模型两大类。其中著名的圆弧模型有瑞典条分模型、毕肖普模型、斯宾塞模型等；后期发展的非圆弧模型则普适性更强，且通常以严密的力学推导为主要特点，可实现力学条件的充分满足。例如摩根斯坦模型因其同时满足受力平衡和力矩平衡而获得普及，简布模型、萨玛模型亦获得充分认可。国内常用的传递系数模型亦属于非圆弧模型一类，其原理简单易于实操，且常被改进用于抗滑桩设计推力计算，但其缺点在于未能考虑力矩平衡条件。纵观滑坡稳定性分析发展历程，可见稳定性分析体系已渐趋完善，而不同模型的差别在于三点：（1）力学推导的严密程度不尽相同；（2）实操性强弱不同；（3）适用范围不同。一般工程中常基于简易的稳定性分析模型（传递系数模型）开展计算，却较少采用步骤繁琐的严密模型（如摩根斯坦）。简布模型由于常遇到不收敛现象，因而其使用广度亦受到了限制。

基于上述特点，有学者结合库区堆积层山体滑坡常展现出的多重圆弧形滑动面形态特征，发展了一种多重圆弧模型用于求解滑坡稳定性。该模型的特点在于：（1）分段圆弧通过条间力建立力学联系；（2）各分段圆弧均满足力学平衡和力矩平衡条件，从而实现滑坡整体的力学平衡；（3）模型便于理解和掌握。在该模型分析效果的验证方面，目前主要通过数值模拟和现有的经典模型与之进行对比验证，来证明多重圆弧模型的可靠性。

新建模型的可靠性、准确性获得验证是该模型推广应用的前提，然而因为数值模拟自身的一些短板以及现有经典模型各自的缺点，仅基于数值模拟及现有经典模型的对比验证仍不够完备。实体试验的验证工作，不管在理论层面还是实践领域均具有更强的说服力。就滑坡研究而言，开展一定缩尺的实体模型试验验证具有重要意义。而目前为止，业内和学界尚未提出完备的实体模型试验方法和理论来验证多重圆弧模型优良的分析效果。

实用新型内容

针对目前尚无完备的实体模型试验方法和理论来指导多重圆弧模型稳定性分析效果的验证工作，本实用新型旨在结合最新的高新技术和理论方法，提供用于多重圆弧模型稳定性分析效果检验的模型试验系统，以支持多重圆弧模型的推广应用。

为此，本实用新型的上述目的通过如下技术方案实现：

用于多重圆弧模型稳定性分析效果检验的模型试验系统，至少包括滑坡系统、加载系统、进排水系统、监测控制系统及框架五个功能部分；

所述滑坡系统设置于框架内，自上而下分别由滑体、滑带及滑床构成。

所述滑体上端部位设为局部平坦区域，可供其上部施压板接触以提供均布荷载；滑体土材质的摩阻力需较强，且需一定程度的压实，达到一定的压实度和整体性，以避免滑体变形时出现拉张或分离现象。

所述滑床实为滑坡体基座，为滑带及滑体提供支持和变形场地。滑床由较密实且强度坚硬的基岩块石堆砌而成，且具有一定程度的渗透性。滑床与滑带接触的表面可采用现有的塑形工艺，塑造为多个圆弧首尾相接的形式，以保证在其上部填筑滑带时，控制滑带形态为多重圆弧形。

所述滑带具有一定厚度，夹于滑体和滑床之间，为模拟多重圆弧形滑面，将滑带土沿多重圆弧形的滑床表面进行铺设，控制其形状为多个圆弧首尾相连的模式。滑带土材质相比滑体土材料偏弱，具有相对较小的摩阻力和粘聚力，以凸显其强度与滑体土强度的巨大差异，从而保证滑体变形时主要沿滑带内部发生剪切滑移。