[发明专利]一种加筋土挡土墙模型试验装置及方法

权利要求书

1.一种加筋土挡土墙模型试验装置，其特征在于，包括模型箱(1)、挡土墙面板(5)、填料(7)、竖向荷载加载系统(10)以及测试系统；

所述填料(7)填充于模型箱(1)内，所述挡土墙面板(5)布置在模型箱(1)前；所述竖向荷载加载系统(10)设置于模型箱(1)上方，给模型施加垂直压力；

所述填料(7)为密度在5.2g/cm³～7.0g/cm³、内摩擦角在28°～35°之间的混合钢砂。

2.根据权利要求1所述的一种加筋土挡土墙模型试验装置，其特征在于，所述模型箱(1)包括一U型支撑架(4)，所述U型支撑架(4)两侧支撑端内侧设置有钢化玻璃(2)；

所述支撑架(4)顶部设有横梁(3)；

所述支撑架(4)底部上方设有基础(15)；

还包括一封闭挡板(6)，与支撑架(4)两侧支撑端固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种加筋土挡土墙模型试验装置，其特征在于，所述基础(15)为采用橡胶材质的柔性结构。

4.根据权利要求2所述的一种加筋土挡土墙模型试验装置，其特征在于，所述钢化玻璃(2)以及封闭挡板(6)与所述填料(7)的接触面分别设有一润滑层(9)。

5.根据权利要求1所述的一种加筋土挡土墙模型试验装置，其特征在于，所述混合钢砂包括密度为4.835g/cm³，内摩擦角为35.1°的铅状钢丸以及密度为5.065g/cm³，内摩擦角为18.1°的普通钢砂，按照1.1：1～1.5：1的比例混合。

6.根据权利要求5所述的一种加筋土挡土墙模型试验装置，其特征在于，所述铅状钢丸与普通钢砂的混合比例为1.3：1。

7.根据权利要求1所述的一种加筋土挡土墙模型试验装置，其特征在于，所述测试系统包括应力测试装置、位移测试装置和挡墙内部变形测试装置；

所述应力测试装置包括设置于填料(7)中的横向土压力测试装置和竖向土压力测试装置；所述横向土压力测试装置包括横向微型土压力盒(12)，以测定横向土压力；所述竖向土压力测试装置包括竖向微型土压力盒(11)，以测定竖向土压力；

所述位移测试装置包括激光位移传感器支架(13)以及设置在该支架上的激光位移传感器(14)；

所述挡墙内部变形测试装置包括设置于模型箱(1)内的标记线和彩砂。

8.一种加筋土挡土墙模型试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)实验基础的处理；将基础(15)铺设在模型箱(1)底部，保证基础(15)的完整性，没有缝隙；

2)采用行吊进行封闭面板(6)的吊装，就位后，将封闭面板(6)与模型箱(1)通过固定连接，形成固定框架，在封闭挡板内侧涂一层润滑剂，并布置润滑层(9)，减小填料沉降时与封闭面板(6)之间的摩擦阻力；在模型箱钢化玻璃板(2)内壁涂以润滑剂，并在玻璃板内侧铺设润滑层(9)，减小箱壁与填料摩擦的影响，达到平面应变状态；

3)模型制作；将填料(7)分层加入模型箱(1)中，按照设计要求进行压实、布置加筋材料；

4)安装微型土压力盒；土压力盒埋设采用反开挖方式进行安装，即填料(7)高度超过土压力盒位置一定高度后进行反开挖，将压力盒放入并回填压实；

5)安装顶部竖向荷载加载装置；填料(7)在压实整平后，在模型顶部安装竖向荷载加载系统(10)，保证荷载施加均匀，给模型施加竖向荷载；

6)安装挡墙模型变形测试装置；在模型制作过程中，当模型制作到指定高度时，在靠近钢化玻璃板(2)的两侧铺设一小层彩砂，并在钢化玻璃板(2)外侧的对应高度用黑笔画上一条标记线，试验过程中，对比彩砂的形状和标记线即可得到模型的变形特征；

7)安置位移监测仪器；侧向位移和竖向沉降的监测，在挡土墙的正面安装激光位移传感器支架(13)，将激光位移传感器(14)安装在支架上，用以测量挡土墙面板的水平位移和模型的竖向沉降。