[实用新型]一种分析路堤在地震荷载作用下稳定性的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于专用器材领域，具体涉及一种分析路堤在地震荷载作用下稳定性的装置。

背景技术

我国是一个多沙漠的国家，沙漠(地)主要分布在新疆、甘肃、内蒙古、宁夏、青海、吉林、辽宁、陕西及黑龙江等九省区。最著名的沙漠有：新疆塔里木盆地的塔克拉玛干沙漠、准噶尔盆地的古尔班通古特沙漠、内蒙古的腾格里沙漠、巴丹吉林沙漠、青海的柴达木盆地沙漠、陕西、宁夏与内蒙古三省区接壤的毛乌素沙漠等。由于沙漠地区主要分布西部偏远地区。该地区地域广阔，人烟烯少，土地荒芜。因此，二十世纪八十年代以前的公路主要为居住偏远分散的各民族人民的交通和联系服务，道路等级低，养护维修质量差，并经常受到沙埋、风蚀等病害的影响，中断交通的事故时有发生。受经济条件和对沙漠公路认识水平的限制，防沙埋及风蚀病害是当时公路工程建设中的主要技术问题。

近十几年来，随着我国经济建设的恢复和迅速发展，对西部边疆战略位置认识的加深，以及对西部地区矿产资源的勘探和逐步开发利用，沙漠地区的公路从道路等级到建设速度都有了质的飞跃。1996年，210国道陕西榆林过境线二级沙漠公路进入设计施工阶段，遇到很多填方高度大于3.0m的较高路堤，最高者达18.57m，5.0m至11.0m的路堤较普遍。随后的时间里，内蒙古地区也在研究和总结经验基础上相继修建了多条沙漠二级(或准二级)公路，例如国道109线、省道S214线、省道S101线、省道S304线及国道207线等。新疆地区古尔班通古特沙漠公路及塔中至且末沙漠三级公路也在近年内相继建成通车。2000年，我国第一条沙漠高速公路——榆林至靖边高速公路开工建设。该公路全长115.864km，路线位于陕北黄土高原北部，毛乌素沙漠南缘的长城沿线风沙区。到目前为止，其它省区也有多条沙漠等级公路已建成或正在建设中。

然而，我国地处环太平洋地震带、地中海-喜马拉雅地震带交汇处，有80％的国土位移VI度以上烈度区，有60％的国土、50％的城市、67％的大城市位移VII度及以上烈度区，2000年至今，我国共发生地震2万余次，其中6级以上强震有230余次，地震灾害发生的特点也在逐步发生变化。例如，强震次数增多，西部人口稠密区发生地震概率加大，人口伤亡和经济损失严重，沙漠地区地震次数增加等。地震的发生虽然为偶然事件,发生频率不是很大,但是一旦发生所造成的破坏却是灾难性的,对于高等级公路也不例外，路堤是公路最普遍的结构，具有量多面广的特点，一是遭到震害，其破坏是普遍性的，其震害对整个公路而言，不比桥梁等关键结构差。因此，为了我国沙漠高速公路事业的长远发展，开展路堤结构在地震动荷载作用下动力响应特点的研究是沙漠公路行业目前迫切需要解决的问题。但是目前国内对高填方沙漠公路抗震性能的研究还处于空白状态。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种分析路堤在地震荷载作用下稳定性的装置，分析比较不同因素对地震荷载作用下的路堤边坡的稳定性影响，同时分析研究高边坡路堤在地震荷载作用下的动力响应变化规律。

为了达到上述目的，一种分析路堤在地震荷载作用下稳定性的装置，包括能够与振动台连接的沙箱和设置在沙箱内的路堤模型；

所述沙箱包括矩形底板，底板的四角上均设置有与底板垂直的四角立柱，底板上一组相向边上均设置有与四角立柱等高的有机玻璃，底板的另外一个边上设置有木板，有机玻璃和木板外设置有跟踪粒子和标尺；

所述路堤模型包括置于沙箱底板上的沙层，以及设置在沙层的若干层风积沙，相邻层的风积沙中的下层风积沙的长度大于上层风积沙，从而形成边坡，风积沙的垂直面上从内到外设置有塑料薄膜和防水海绵，防水海绵与木板接触；

所述相邻层风积沙间设置有若干加速度传感器，顶层风积沙下方和边坡下方设置有土压力传感器，顶层风积沙上方和包边材料上方设置有位移传感器；

所述沙箱三个侧面上设置的跟踪粒子均对应设置有补充光源和摄像机，三台摄像机均连接计算机数据采集控制台。

所述底板上设置有钢板，钢板上竖直设置有若干钢片。

所述底板上设置有有机玻璃的边上对应设置有支撑立柱，对应的支撑立柱上设置有加强筋，有机玻璃和木板的外侧也设置有加强筋。

所述路堤模型的沙层与底板间设置有碎石层。

所述若干层风积沙形成的边坡为斜面或从上到下依次增大的台阶面。

所述若干层风积沙所组成的边坡上覆盖有包边材料。

所述加速度传感器采用压电式传感器东华DH301；土压力传感器采用DBY-1型侧出线传感器；位移传感器采用拉线式的，型号为开思KS20-200-05-C12。