[发明专利]一种顺层岩质边坡稳定性的地质力学模型实验装置及方法

权利要求书

1.一种顺层岩质边坡稳定性的地质力学模型实验方法，利用顺层岩质边坡稳定性的地质力学模型实验装置，其特征在于：所述实验装置包括：主框架（1）、支撑脚（2）、滑槽（3）、千斤顶（4），主框架（1）中的构件（1-1）和支撑脚（2）相连，滑槽（3）与主框架（1）的构件（1-1）的连接板（1-1-2）相连，主框架（1）由横向和纵向构件（1-1）、加强板 （1-2）、法兰板（1-3）和挡板（1-4）构成，其中构件（1-1）由工字钢（1-1-1）和连接板（1-1-2）构成，构件（1-1）之间采用加强板（1-2）和法兰板（1-3）连接，加强板（1-2）与连接板（1-1-2）相连，法兰板（1-3）分别与工字钢（1-1-1）、连接板（1-1-2）相连，两个构件之间的法兰板采用螺栓连接，支撑脚（2）位于主框架（1）下部构件（1-1）两侧，滑槽（3）由横向滑槽（3-1）和竖向滑槽（3-2）构成，横向滑槽（3-1）和竖向滑槽（3-2）分别位于主框架（1）内部的上侧和左右两侧，千斤顶（4）由水平千斤顶（4-1）和竖向千斤顶（4-2）构成，水平千斤顶（4-1）放置于横向滑槽（3-1）中，竖向千斤顶（4-2）放置于竖向滑槽（3-2）中；所述实验方法按以下步骤进行：

1)依据工程项目所在位置的岩质边坡的构造和室内模型试验相似比，将组成边坡的结构体和软弱夹层（7）进行相似模拟，制备出与原型材料的物理和力学性能相似的结构体和软弱夹层的模型材料；

2)根据岩质边坡的模拟范围及地形，将准备的结构体和软弱夹层的模型材料在所述的顺层岩质边坡稳定性的地质力学模型实验装置内进行逐层砌筑，直至完成边坡模型的制作；所述的边坡模型坡体（5）包括上覆岩层（6）、软弱夹层（7）、基岩层（8），坡体（5）中部是软弱夹层（7），下部是基岩层（8），上部是上覆岩层（6），软弱夹层（7）上下两侧排列多组监测传感器（9），软弱夹层（7）分别与基岩层（8）、上覆岩层（6）相连，上覆岩层（6）分别与软弱夹层（7）、平台（10）相连，监测试验过程中软弱夹层（7）的应变和应力变化；

 3）一切准备就绪后，即可通过液压稳定系统对实验装置内的液压千斤顶进行供油，通过液压千斤顶的顶升来对模型施加水平和竖向荷载，在试验过程中，采用数据采集系统及时记录软弱夹层上下部的应力、应变数据，并采用连拍相机同时观察记录边坡整体破坏形态和破坏过程，试验直到边坡整体失稳为止，最后根据测试数据对边坡稳定性进行综合评价。

2.根据权利要求1所述的顺层岩质边坡稳定性的地质力学模型实验方法，其特征在于：所述的横向和纵向构件（1-1）数量为8-12个。

3.根据权利要求1所述的顺层岩质边坡稳定性的地质力学模型实验方法，其特征在于：所述的加强板（1-2）数量为4-6个。

4.根据权利要求1所述的顺层岩质边坡稳定性的地质力学模型实验方法，其特征在于：所述的法兰板（1-3）数量为8-12个。

5.根据权利要求1所述的顺层岩质边坡稳定性的地质力学模型实验方法，其特征在于：所述的挡板（1-4）数量为4个，支撑脚（2）数量为4个。

6.根据权利要求1所述的顺层岩质边坡稳定性的地质力学模型实验方法，其特征在于：根据实际地形对边坡表面进行切削，在竖向实际荷载作用的位置砌筑平台（10）。

7.根据权利要求1所述的顺层岩质边坡稳定性的地质力学模型实验方法，其特征在于：所述的多组监测传感器数量为4-10组，监测传感器包括应变片和压力盒。