[实用新型]一种新型边坡离心模型试验测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型边坡离心模型试验测试装置,在土工离心场中实现对于边坡位移、抗滑桩和锚杆受力测试的光纤光栅综合测试，尤其适用于离心场中模型构件尺寸小、工作环境恶劣的情况。

背景技术

目前，在离心场中对于边坡位移及土工结构物测试时多采用传统的电学元件，如采用差动位移计测试坡面位移变化，以及采用应变片测试抗滑桩等结构物的力学响应。采用传统的电学测试元件时面临诸多问题，其中差动位移计仅能测试边坡表面的位移，无法测试坡体内部位移，且存在测试点与岩土体之间协调变形困难的问题；而在对于抗滑桩和锚杆进行受力测试时，由于离心模型件尺寸较小，采用常规的应变片对其进行测试则面临布点不易、粘接困难等现象。此外，边坡模型在离心场中运转时，由于坡体中水分以及模型箱随机震动的影响，应变片也往往出现完全或部分脱落失效的现象，造成测点试验数据规律性差，难以保证试验成果的真实可靠性。

发明内容

本实用新型的目的是要解决现有技术的不足而提供一种具有较高的灵敏度和精确度新型边坡离心模型试验测试装置。

为达到上述目的，本实用新型是按照以下技术方案实施的：

一种新型边坡离心模型试验测试装置，包括离心机，离心机内的转臂两端设有吊篮，吊篮内固定有模型箱，模型箱内设有基岩层和覆盖层形成坡形的岩土体，所述岩土体的坡底紧贴模型箱侧壁设有抗滑桩，抗滑桩与岩土体接触面设有光纤光栅传感器，岩土体的坡顶紧贴模型箱的另一侧壁相邻地设有四个位移测量元件，沿覆盖层斜插有设有光纤光栅传感器的测试锚杆，所述位移测量元件包括固定块、等强度梁、钢丝和十字位移测点，固定块的一端面固定在岩土体的坡顶紧贴模型箱的另一侧壁、对称的另一端面固定连接等强度梁的一端，等强度梁上设有光纤光栅传感器，等强度梁的另一端连接钢丝的一端，钢丝的另一端连接十字位移测点，所述四个十字位移测点分布在于岩土体的覆盖层内；所述离心机内的转臂上还固定设有光纤光栅解调仪和PC机，光栅解调仪和PC机分别连接到离心机的电源，所述抗滑桩、测试锚杆和位移测量元件上的光纤光栅传感器通过光纤线路依次串联后接入高分辨率光纤光栅解调仪，光纤光栅解调仪通过USB端口接入PC机或存储设备。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述测试锚杆设置为两根。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述钢丝的直径为0.3mm。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述测试锚杆的表面粘贴1mm厚的石英砂。

与现有技术相比，本实用新型可以解决离心模型试验中坡体位移和支护结构受力监测困难的问题，且结构简单。此外，本实用新型能通过对现有离心试验系统进行简单的技术改造，即可实现在离心场中的光纤测试，具有易操作、造价低、安全可靠的特点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的连接示意图；

图3是本实用新型位移测量元件的结构示意图；

图4是本实用新型光纤光栅数据采集系统实时显示信息图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步描述，在此实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

如图1、图2、图3所示的一种新型边坡离心模型试验测试装置，包括离心机1，离心机1内的转臂2两端设有吊篮3，吊篮3内固定有模型箱4，模型箱4内设有基岩层8和覆盖层9形成坡形的岩土体，岩土体的坡底紧贴模型箱侧壁设有抗滑桩10，抗滑桩10与岩土体接触面设有光纤光栅传感器17，岩土体的坡顶紧贴模型箱的另一侧壁相邻地设有四个位移测量元件14，沿覆盖层9斜插有设有光纤光栅传感器17的测试锚杆11，位移测量元件14包括固定块15、等强度梁16、钢丝18和十字位移测点19，固定块15的一端面固定在岩土体的坡顶紧贴模型箱的另一侧壁、对称的另一端面固定连接等强度梁16的一端，等强度梁16上设有光纤光栅传感器17，等强度梁16的另一端连接钢丝18的一端，钢丝18的另一端连接十字位移测点19，四个十字位移测点19分布在于岩土体的覆盖层9内；离心机1内的转臂2上还固定设有光纤光栅解调仪5和PC机6，光栅解调仪5和PC机6分别连接到离心机的电源7，抗滑桩10、测试锚杆11和位移测量元件14上的光纤光栅传感器17通过光纤线路依次串联后接入高分辨率光纤光栅解调仪5，光纤光栅解调仪5通过USB端口接入PC机或存储设备6。