[发明专利]一种适用于岩、土边坡的振动台试验方法及模型箱

说明书

本发明公开了一种适用于岩、土边坡的振动台试验方法及模型箱，属于实验设备领域，该方法包括：确定欲试验用模型边坡的类型，并根据该类型进行模型箱的组装；利用组装出的所述模型箱建造该类型相应的边坡模体；将建造出的所述边坡模体在该模型箱内静置1～2天；利用振动台安装带有该边坡模体的模型箱，并加载相应的地震波形。该模型箱由底座、围护结构、梯形框架、横向加劲肋、纵向加劲肋、空心方管和墙体组装而成。本发明可通过调节模型箱后侧空心方管的松紧分别实现层状剪切模型箱、刚性模型箱的功能，可分别应用于土、岩石边坡的振动台试验，边侧墙体透明便于制作边坡模体及观察试验的破坏情况，同时该模型箱具有可自由拆装，操作灵活的特点。

技术领域

本发明属于试验设备技术领域，涉及一种试验设备，具体涉及一种适用于岩、土边坡的振动台试验方法及模型箱，主要用于对模型边坡进行振动台试验。

背景技术

随着近年来地震诱发的地质灾害的增多，人们对边坡的动力稳定性研究也日益加深，振动台物理模型试验成为了研究边坡动力响应及其失稳模式重要手段之一。模型箱作为边坡振动台试验的重要设备，起传递振动荷载到模型边坡的作用。现有的模型箱类型主要有层状剪切变形模型箱、固壁式刚性模型箱、柔性容器等。然而，层状剪切变形模型箱、柔性容器多用于砂、土等松散型材料的振动台试验，其能模拟土中的水平剪切变形；固壁式刚性模型箱主要用于类岩质材料的振动台模型试验。但现有的模型箱少有既能实现砂、土体的层状剪切变形，又能用于岩体模型试验的；还因模型箱过于笨重而移动困难，从而限制边坡模型的施工便捷性。此外，对于不同角度、形状的坡体施工存在有相当大的难度，间接提高了试验成本。

发明内容

有鉴于此，本专利的目的在于提供一种适用于岩、土边坡的振动台试验方法及模型箱，通过调节后侧方形管的松紧可分别实现层状剪切模型箱、刚性模型箱的功能，即可分别应用于土体、岩体的振动台试验。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供的一种适用于岩、土边坡的振动台试验方法，具体包括如下步骤：

1)、确定欲试验用模型边坡的类型，并根据该类型进行模型箱的组装；

2)、利用组装出的所述模型箱建造该类型相应的边坡模体；

3)、将建造出的所述边坡模体在该模型箱内静置1～2天；

4)、利用振动台安装带有该边坡模体的模型箱，并加载相应的地震波形。

优选的，在步骤1)中，还包括如下分步骤：

1.1)、根据边坡模体的设计尺寸及分层厚度在模型箱两边侧的墙体外描绘相应的各分层层面轮廓线；

1.2)、根据边坡模体的类型选择合适的柔性材料布置于模型箱内；

1.3)、根据边坡模体的分层层面倾角将模型箱旋转适宜的角度并加设支撑固定。

优选的，在步骤1.2)中，所述柔性材料为：在与水平振动方向垂直的方向上，模型箱的前、后侧内壁衬40mm聚苯乙烯塑料泡沫板或5mm橡胶膜，在顺沿水平振动的方向上，模型箱的两边侧内壁粘贴光滑的聚氯乙烯薄膜，聚氯乙烯薄膜与墙体相接触的表面涂有润滑油。

优选的，在步骤2)中，还包括如下分步骤：

2.1)、根据边坡模体各分层的几何尺寸及密度值，算出各分层所需的混合料，并将该混合料所对应的干料按照相似材料配比、称量后在搅拌机内搅拌均匀；

2.2)、将拌和均匀的干料倒出，并在称量好的水中加入甘油及石膏缓凝剂后分若干次加入该干料中进行人工拌和均匀；

2.3)、将拌和均匀的混合料铲入模型箱中，夯实至该分层设计的密实度，直至厚度达到墙体外描绘的该分层层面轮廓线，并根据设计要求放置相应的测试元件；