[实用新型]一种地基与边坡工程模型试验平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种用于岩土工程技术领域的模型试验装置，特别是涉及一种适用于地基与边坡工程的模型试验平台。

背景技术

我国是一个山地、丘陵广泛分布的国家，在土木工程建设时往往会遇到各种边坡，包括天然边坡、挖方边坡和填筑边坡。这些边坡在各种自然或人为灾害条件下(如暴雨、水位上升、开挖、堆载等)可能会发生失稳滑动，造成人员伤亡和财产损失。由于边坡的致灾因素复杂多样，其失稳模式、灾变机理非常复杂。为深入认识复杂环境条件下边坡灾变机理，正确评价边坡的稳定性和提出经济、有效的防(减)灾工程措施，需要针对不同地质条件开展大比尺滑坡灾害模拟试验研究，揭示边坡失稳模式和灾变机理，进行危险边坡加固方案的比较，并验证岩土工程数值分析理论与软件。

另外，在基础工程实践中也经常遭遇不良地质条件，如软粘土地基。软弱地基处理方法和技术是当前软土地区重要的岩土工程课题之一。大比尺的地基模型试验既可以进行地基变形及失稳机理的研究，也可以进行软弱地基加固方案的比选。本试验平台可以对软弱地基的堆载预压法、真空预压法、IFCO强制固结法、柔性桩复合地基、刚性桩基础等进行大比尺模型试验研究。

目前国内外常用的土工模型试验手段包括离心模型试验和1g模型试验。离心模型试验优点在于可以用较小的模型重现原型的应力场，其不足之处在于土颗粒尺寸效应，另外由于模型尺寸较小，测量仪器的选型、布置和埋设比较困难。目前有关文献报道的1g土工模型试验系统的尺寸比较小，功能比较单一(即一个试验系统只能用于单因素灾变模拟试验)。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有土工模型试验技术的不足，提供一种地基与边坡工程模型试验平台，使其能够模拟多种致灾条件、多种加固方式的边坡(或地基)失稳过程，揭示失稳模式和灾变机理，为选择经济、合理的防(减)灾工程措施提供依据。

本实用新型采用的技术方案是：

包括主体钢结构梁柱和主体结构侧面钢板组成的长方形钢结构模型槽，主体结构侧面钢板的长边一侧面上垂直并列设有多排、每排有多个仪器埋设孔和数据引出线孔，主体结构侧面钢板的长边另一侧面上垂直设有多排、每排有多个可视窗口；在长方形钢结构模型槽底部的碎石和砂垫层内设有多排带出水孔的支路水管管网，带出水孔的支路水管管网相互连通后，经数个分别带第一控制阀门的水管与硬质水管连通后分成两路，一路经第二控制阀门后接水箱，另一路经第三控制阀门和第四控制阀门后接真空抽水装置；主体结构侧面钢板的短边一侧面上设有排水孔；在主体钢结构梁柱上面长边两侧跨接反力梁，反力梁两端分别有卡扣，反力梁能沿长边滑动后用卡扣拉紧固定，反力梁下端面设有由液压控制系统控制的数个液压千斤顶，数个千斤顶滑动端分别用球形铰接与承压板连接组成的伺服加载系统；在主体钢结构梁柱上面长边两侧跨接位移传感器可移动支架，位移传感器可移动支架下方设有数个位移传感器，位移传感器可移动支架、位移传感器、土压力传感器和孔隙水压力传感器连接组成监测系统。

所述的水箱悬挂于带手拉葫芦的提升支架的滑动轨道上，水箱内设有保持水位恒定的常水头浮球阀。

本实用新型与背景技术相比具有的有益效果是：

(1)可产生多种致灾和加固条件、模拟功能多，包括堆载、开挖、地下水位变动、真空预压、复合地基、桩基等；

(2)可以对多种不同地层组合条件的边坡和地基进行模拟；地基和边坡模型中土层条件、地下水位、初始应力状态及边界条件可控、已知；

(3)模型槽尺寸大(主体模型槽内尺寸为长15m×宽5m×高6m)，可开展大比尺模型试验，模型试验的尺寸效应和边界效应小；

(4)立地式钢结构模型槽设计使其具有很好的可视性(即可视窗口)，且便于仪器设备的埋设；

(5)监测系统全面、综合，可实现多个物理量的自动、实时监测；监测仪器埋设相对容易，试验操作比较简单；

(6)具有可移动的反力梁装置，方便进行不同位置及组合的加载试验。

附图说明

图1是试验平台示意图。

图2是何服加载装置的示意图。