[发明专利]一种堆石体的现场倾斜试验测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及堆石体的现场倾斜试验测试方法，适用于堆石体的现场倾斜试验及其倾斜角获得，属于工程技术领域。

背景技术

堆石体是由大小不一、形状各异的块石或碎石组成的集合体，常用于建筑地基、河岸、石坝等工程。堆石体的破坏主要表现为颗粒间的抗剪强度破坏，涉及堆石体抗剪强度破坏准则的相关参数有：(1)颗粒间相对错动时的粗糙起伏程度；(2)抗压强度；(3)加载应力；(4)基本摩擦角。由于影响因素的复杂性，使得堆石体抗剪强度的破坏准则呈现出非线性模式，这些参数中颗粒间相对错动时的粗糙起伏程度受颗粒尺寸、形状影响大，而且与施工条件及方式相关，因此难以通过理论计算获得，需要通过倾斜角反分析获得。倾斜试验是获得倾斜角的有效方法，由于受室内试验的场地、施工条件等因素限制，难以模拟现场真实的堆石体性状，无法实现与工程实际相一致的倾斜试验，也就无法获得堆石体的粗糙起伏程度。

发明内容

为了克服已有技术受到室内试验的场地、施工条件等的限制无法获得与工程实际相一致的堆石体倾斜角的不足，本发明提供一种不但能获得与工程实际相符合的倾斜角，而且简单易行、操作方便、费用低、周期短的堆石体的现场倾斜试验测试方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种堆石体的现场倾斜试验测试方法，实现该方法采用的测试装置包括顶盖板、顶盒、中盒和底盒，所述顶盒是无上、下面的盒状结构，所述顶盖板固定在顶盒上，所述顶盒位于中盒上，所述中盒是无上、下面的盒状结构，所述中盒分为左半盒和右半盒，所述左半盒和右半盒可拆卸式连接，所述中盒位于底盒上，底盒是无上面的盒状结构，所述顶盖板、顶盒、中盒和底盒围成供待测试堆石体放置的容腔；所述底盒的一个侧面的两端安装起吊环，与安装了起吊环相邻的另一个侧面上安装测角仪，所述测试方法包括如下步骤：

1)根据所要测试的区域及其高程位置，选择测试地点；

2)确定碎石体测试厚度及分层厚度；

3)放置底盒，充填、碾压石料，达到工程所要求的密实度；

4)组装中盒，并放置于底盒上，然后充填、碾压第二层碎石料，达到工程所要求的密实度；

5)放置顶盒在中盒上部，然后充填、碾压第三层碎石料，达到工程所要求的密实度；

6)将顶盖板放置于顶盒上，

7)清理测试装置外侧设定范围内的碎石；

8)去除中盒，中盒位置处的碎石体就会露出来，形成倾斜试验的碎石体滑移面；

9)安装测角仪，并记录测角仪的起始角度；

10)将起吊缆绳一端与预先留在测试装置底部侧的两个起吊环连接，另一端与起吊装置连接，将装置起吊，测试装置会绕另一侧的底部进行旋转；去除中盒位置的堆石体会有滑动趋势，且随着起吊高度的提升，装置内中盒位置处的碎石体会错开，发生滑动，这时停止测试装置的提升；

11)利用测角仪读出并记录该次试验的终止角，终止角减去起始角度得到该次所测试的碎石体倾斜角。

进一步，所述测试方法还包括如下步骤：

12)重复(3)至(11)三次试验，得到三次碎石体倾斜角，然后取平均值，得到该堆石体的平均倾斜角。

再进一步，所述顶盒的侧面上安装伸缩旋压杆，所述伸缩旋压杆包括旋杆、压杆和底座，所述旋杆可上下移动地套装在底座上，所述旋杆上部开有孔洞，所述压杆的底端可转动地套装在所述孔洞内，所述压杆与所述顶盖板接触；

所述步骤5)中，伸缩旋压杆未工作时都是处于收缩状态，将旋杆旋转，使孔洞面向盒内；

所述步骤6)中，通过伸缩旋压杆约束顶盖板，清理伸缩旋压杆周围的碎石，先将旋杆上拔设定高度达到半伸展状态；再旋转旋杆使孔洞对外，将压杆从孔洞中完全旋出，达到伸展状态；旋转旋杆使压杆压在顶盖板上对其固定。

本发明的技术构思为：本发明给出了堆石体倾斜角的现场倾斜试验测试装置及其测试方法，能在现场较准确地测量出堆石体的倾斜角，并通过反分析获得颗粒间相对错动时的粗糙起伏程度，建立堆石体的抗剪强度破坏模型，从而评价堆石体的稳定性及安全系数。