[实用新型]一种路基边坡与地下工程多功能三维模型试验平台

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种路基边坡与地下工程多功能三维模型试验平台。 

背景技术

路基边坡地质灾害一般包括滑坡、崩塌、泥石流等。路基边坡灾害常常中断交通、堵塞河道、掩埋村镇、摧毁工厂、破坏农田，给人民的生命财产造成巨大损失，给工程建设带来严重影响。 

大型物理模型试验是对滑坡等路基边坡灾害发生规律以及支挡结构受力特性、支护效果等进行研究的有效手段之一，能有效的帮助解决滑坡等路基边坡灾害及防治工程学中的理论和实践问题，能把把在野外难以观测到的滑坡等灾害发育的全过程以及支挡结构与岩土体的相互作用在实验室中短期内重复模拟显示出来。 

目前，国内地基与边坡方面具有代表性的大型模型试验平台主要有浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室的“大型地基及边坡工程模拟试验系统”以及三峡大学湖北省防灾减灾重点实验室的“三维人工降雨水库型滑坡物理模型试验系统。 

不过，上述模型试验系统还存在诸多不足，主要有：1）没有设置大型的水平加载设施，在对路基边坡支挡结构物、地基、隧道、基坑等进行模型试验研究时有一定的困难；2）模型槽都在地面以上，变形控制困难，造价高昂；3）侧壁可透视面积小，对模型的变形观测困难等。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种路基边坡与地下工程多功能三维模型试验平台，可对现有的大型地基及边坡模型试验系统进行进一步的完善，可为路基边坡支挡结构、地基处理、隧道、基坑等工程项目的大比例模型试验提供良好的试验平台，并降低工程造价，提高模型试验效率。 

本实用新型的技术方案为：所述的三维模型试验平台由地下槽体、地上反力墙、地上槽体、伺服作动器、加载板、中隔板、地下水系统、人工降雨系统组成；地上反力墙位于地下槽体一端，地上槽体安装于地下槽体侧壁之上，伺服作动器置于地上反力墙与地上槽体之间，地下水系统设于地槽内，人工降雨系统及喷头置于地上槽体的上方。 

所述的地上槽体由反力支撑架、透明侧壁、连杆、竖向加载纵梁构成。反力支撑架通过连杆与内侧的透明侧壁连接，透明侧壁的一侧为门，在门的对边装有加载板，所述的伺服作动器与加载板连接，透明侧壁内设置可拆卸中隔板，在模型槽前后透明侧壁设置仪器埋设孔，反力支撑架上方设置竖向加载纵梁。 

所述的地下水系统由恒压水箱、进水阀、进水管、多孔透水板、出水阀、集水井、抽水泵构成；恒压水箱通过进水管连接到多孔透水板上，在进水管上设有进水阀，另一端的多孔透水板上装有出水阀，出水阀连接集水井，集水井内设置抽水泵。 

    所述的人工降雨系统由输水管、控制阀门、微型喷头组成，微型喷头均匀分布于输水管上，控制阀门连接输水管的进出口端。 

本实用新型的三维模型试验平台可实现以下多种功能： 

1）在模拟的水平推力及竖向荷载作用下，研究抗滑桩、挡土墙、锚索框架、钢花管注浆等各种边坡加固结构的变形破坏模式、结构与岩土相互作用机理，检测不同加固方式的实际使用性能。

2）在模拟的地下水及降雨作用下，研究边坡的变形破坏机理。 

3）各种因素作用下各种地基加固措施受力机理及加固效果的研究。 

4）三维应力及地下水等因素作用下隧道受力机理的研究。 

5）三维应力、地下水及降雨等因素作用下基坑开挖对周围环境的影响。 

本实用新型的路基边坡与地下工程多功能三维模型试验平台的建设，可对现有的大型地基及边坡模型试验系统进行进一步的完善，通过设置大型的水平加载系统，将模型槽设置为半地上半地下的结构型式，并设置全透明侧壁，可为路基边坡支挡结构、地基处理、隧道、基坑等工程项目的大比例模型试验提供良好的试验平台，并降低工程造价，提高模型试验效率。 

附图说明

图1是本实用新型的三维模型试验平台结构示意图（正视图） 

图2是图1的俯视图。

图3是图1的纵剖面图。 

图4是图1的横剖面图。 

图5是本实用新型的三维模型试验平台的地下水系统结构示意图。 

图6是本实用新型的三维模型试验平台的人工降雨系统结构示意图。