[发明专利]实时量测开挖放坡滑坡坡体位移应力的试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可模拟放坡开挖滑坡过程且对不同滑面形态下滑体位移、应力应变变化规律进行实时量测的试验方法。

背景技术

对不同诱因下滑坡滑动时滑体的受力情况以及位移应力变化规律的研究和探索一直是岩土工程中的关键问题。国内外学者在对这一问题进行研究时，一般是采用建立适当的滑坡模型进行模型试验，在对滑坡的诱因进行研究时，一般对推移式滑坡研究的比较深入，对牵引式滑坡的研究较少。在实际中，牵引式滑坡的受力情况以及应力应变变化规律与推移式滑坡不尽相同，因此对牵引式滑坡的受力情况以及坡体应力应变规律的探索对岩土工程具有重要意义，放坡开挖导致的滑坡滑动是一种典型的牵引式滑坡滑动情况。

对滑坡沿一定滑面滑动时滑体受力情况以及位移变化规律进行研究时，采用滑坡模型进行模型试验，试验中对滑坡滑面形态的选定主要集中于采用假定的或相似于实际滑坡的固定滑面。在实际中，滑坡滑面形态存在多样性，不仅存在一般意义上研究的凹形滑面，还有直线形，阶梯形，甚至凸形滑面。具有不同的滑面形态的滑坡，在滑坡发生滑动时，滑体各区域应力应变变化规律以及坡体表面形态的变化形式不尽相同。因此，进行不同滑面形态下滑体位移以及应力应变变化规律的研究对岩土工程具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种可模拟放坡开挖滑坡过程且对不同滑面形态下滑体位移、应力应变变化规律进行实时量测的试验方法，本发明公开的试验方法操作方便，涉及的仪器构造简单，可调性强，易于掌握。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

实时量测开挖放坡滑坡坡体位移应力的试验方法，具体步骤为：

a.安装模型试验装置，所述模型试验装置包括滑坡模型系统、位移应力测试系统和PIV测试系统；滑坡模型系统包括滑坡滑面和滑坡滑面角度调节装置，滑坡滑面包括斜滑面和水平滑面，滑坡滑面角度调节装置位于斜滑面下方；位移应力测试系统包括位移传感器，压力传感器和剪切应力传感器和处理器，PIV测量系统包括泛光灯光源、CCD高速相机，CCD高速相机与处理器连接；

b.将标定好的位移传感器、压力传感器和剪切应力传感器布置在滑坡滑面相应位置，位移传感器设置在斜滑面上边缘，压力传感器、剪切应力传感器设置在斜滑面上，位移传感器、压力传感器和剪切应力传感器均与处理器连接；

c.在滑坡滑面上垂直安装支护挡板，将土样置于滑坡滑面上的支护挡板内，从滑面底端开始分层夯实；

d.在模型试验装置前面上方对称设置泛光灯光源，CCD高速相机设置在模型试验装置前面，打开PIV测试系统，包括硬件部分和软件部分，对PIV测试系统进行标定；

e.放坡开挖土体，只开挖模型试验装置底端水平滑面上的土体，开挖方式为分步开挖，从土体中间开挖，开挖后静止一段时间，然后从土体中间同步向两边开挖，开挖后静止一段时间，直至滑坡发生明显滑动破坏；

f.滑面底部土体放坡开挖的同时，位移应力测试系统和PIV测试系统工作，实时量测滑坡土体位移、压力、剪切应力以及表面形态的变化，滑坡发生明显滑动破坏时结束试验，得出滑坡发生明显滑动破坏过程中的土体位移、压力、剪切应力以及表面形态的变化规律。

滑坡滑面由第一、二、三、四滑面板铰接连接，第一、二、三、四滑面板分别由两块相同尺寸的滑面板铰接而成。

步骤a中所述滑坡滑面角度调节装置为千斤顶或液压缸或气压缸。

步骤a所述滑坡滑面角度调节装置有三组，第一组位于第一滑面板长度的1/3～2/3的水平中心处，第二组位于第二滑面板长度的1/3～2/3的水平中心处，第三组位于第三滑面板长度的1/3～2/3的水平中心处，三组滑坡滑面角度调节装置均是底端固定，顶端通过万向接头与滑面板相连。

步骤b中位移传感器至少有四个，水平对称的设置在斜滑面上，位移传感器与滑坡滑面顶端的距离为斜滑面长度的1/12～1/6，最外侧位移传感器与滑坡滑面侧边的距离为滑面宽度的/12～1/8。

位移传感器有五个，水平对称设置在斜滑面上，第一与第五、第二与第四位移传感器关于第三位移传感器对称，五个位移传感器与滑坡滑面顶端的距离均为斜滑面长度的1/12～1/6，第一、第五位移传感器与滑坡滑面侧边的距离为滑面宽度的1/12～1/8；第二、第四位移传感器与滑坡滑面侧边的距离为滑面宽度的1/5～1/3。

五个位移传感器与滑坡滑面顶端的距离均为斜滑面长度的1/10，第一、第五位移传感器与滑坡滑面侧边的距离为滑面宽度的1/9；第二、第四位移传感器与滑坡滑面侧边的距离为滑面宽度的1/4。