[实用新型]一种化学电渗法联合桩基加固边坡模型试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及透明岩体材料、岩体边坡加固工程模型试验技术领域，主要 适用于土木工程模型试验等技术领域，尤其涉及一种化学电渗法联合桩基加固边 坡模型试验装置。

背景技术

当岩石边坡中存在裂缝时，需要采取措施对岩体进行加固；避免滑坡对人民 生命和财产安全造成重大影响。利用化学电渗法联合桩基加固边坡不仅可以提高 岩体滑动带的抗剪强度，而且可以增强滑阻力；但是，目前针对该技术方法的作 用机理和效果不得而知。因此，寻求一种可视化观测化学电渗法联合桩基加固边 坡的模型试验装置，是现在工程技术人员努力追求的方向。

在本实用新型之前，中国发明专利“一种化学电渗法联合微型抗滑桩治理滑 坡工程的方法”(专利号：ZL201110175164.4)公开了一种化学电渗法联合微型 抗滑桩治理滑坡工程的方法；该技术方案通过在钻孔内布置金属电极并灌入不同 的化学溶液，在直流电场作用下，形成电渗和化学反应，提高滑动带潜在破坏面 的抗剪强度；然后在钻孔内浇筑混凝土，形成微型钢筋混凝土抗滑桩体系，提供 滑坡阻滑力；该技术方案可以有效解决了如何提高滑动带抗剪强度和增设阻滑力 的问题。然而，工程技术人员针对该技术处治机理和加固效果的认识却不够全面 深入，例如，如何观测打孔过程对岩体及其裂缝的影响和化学电渗法联合微型抗 滑桩-岩相互作用机理等问题。因此，开发一种可视化的化学电渗法联合微型抗 滑桩加固岩体边坡模型试验装置显得尤为迫切。

实用新型内容

实用新型目的：为解决现有技术中存在的问题，解决打孔过程对岩体及其裂 缝的影响，化学电渗法联合桩基-岩体相互作用时，岩体滑动、浆液流动及影响 范围情况无法可视化观测的问题，提供一种基于透明岩体材料的可视化化学电渗 法联合桩基加固边坡模型试验装置，以观测打孔过程对岩体及其裂缝的影响以及 化学电渗法联合微型抗滑桩与岩体相互作用过程。

技术方案：为实现上述技术目的，本实用新型提出了一种基于透明岩体材 料的可视化化学电渗法联合桩基加固边坡模型试验装置，其包括透明岩体、试验 支架、化学电渗单元和混凝土砂浆，其中，所述的透明岩体用于模拟岩石边坡， 所述透明岩体中预设1～3条裂缝；所述试验支架用于支撑透明岩体和架设数码 相机；所述化学电渗单元包括电极和化学溶液，其中，所述电极包括若干阳电极 和阴电极，所述电极由电动土工格栅或侧壁含注浆孔的钢管制备而成；所述化学 溶液为氯化钙溶液和硅酸钠溶液，其中，所述氯化钙溶液注入阳电极所在的钻孔 内，所述硅酸钠溶液注入阴电极所在的钻孔内；所述混凝土砂浆用于制备模拟模 型试验装置中的混凝土桩。

其中，所述透明岩体由天然硅石制成，通过一次熔融、一次破碎、挑选清 洗、二次破碎、二次熔融，之后将熔融状态的浆液浇筑在设计好尺寸的模具中， 其中在浇筑前已经按照设计位置在模具内部布置1～3条模拟裂缝材料。

优选地，所述透明岩体的宽度为500～600mm，高度为500～600mm，所 述透明岩体具有一倾斜面，所述倾斜面宽为300～400mm、高为300～400mm。

优选地，所述裂缝的材料为黏土；所述裂缝贯通整个透明岩体或不贯通； 所述裂缝延伸到倾斜面底端、倾斜面下面或倾斜面中间。

在一种实施方式中，所述的试验支架由钢材制成，包括底座、纵向杆和横 向杆，其中，所述的底座用于支撑透明岩体，所述底座的一个侧面的底边设置有 滑槽，所述的纵向杆垂直底面并设置于所述滑槽内沿着所述滑槽移动，纵向杆可 以沿着滑槽前后移动，所述纵向杆上设置有可在所述纵向杆上移动的数码相机； 所述的横向杆的一端与所述纵向杆相连并平行设置于透明岩体的上方，所述横向 杆上设置有可在横向杆上移动的数码相机。通过上述设置，由于所述纵向杆可以 在滑槽内沿着底座的一个侧边移动，同时，纵向杆上的数码相机也可以在高度方 向上任意变动位置，因此，可以使该纵向杆上的数码相机在整个纵平面上移动， 即可以观察透明岩体整个侧面的情况。同理，位于横向杆上的数码相机可以实现 在整个透明岩体上方的水平面上的移动，从而可以观察透明岩体上方的情况。

优选地，所述钻孔的孔径为50～100mm，在利用所述化学电渗单元进行化 学电渗处理后，灌注混凝土砂浆，形成桩径为50～100mm的微型抗滑桩，起到 增强阻滑力的作用；钻孔深度根据打孔位置确定，钻孔穿越裂缝50～125mm； 钻孔排布方式为梅花型或正方形布置。