[发明专利]边坡支护模型试验系统及试验方法

权利要求书

1.一种边坡支护模型试验系统，其特征在于，包括：人工边坡模型、水平施压装置、摩擦补偿装置、电子监测装置和中空的系统框架；

其中人工边坡模型，包括滑床、设置于所述滑床上的滑体以及多个支挡结构；所述支挡结构的一端穿过所述滑体设置在所述滑床中；

所述水平施压装置设置在所述滑体的侧面，包括油压千斤顶、千斤顶底座反力板和岩土体阻隔板，用于向所述滑体施加推力，以使所述滑体对所述支挡结构施加推力；

所述摩擦补偿装置设置在所述滑体的侧面，包括弹簧套筒、弹簧和两个弹簧垫片，用于通过所述弹簧的弹力对所述滑体与所述滑床之间的摩擦力进行补偿；

所述电子监测装置包括电阻应变片、水平标尺和电阻应变仪；所述电阻应变片用于监测所述支挡结构的形变及应力；所述电阻应变仪与所述电阻应变片连接，用于显示所述电阻应变片的测量结果；所述水平标尺用于监测所述滑体的位移；

所述人工边坡模型、所述水平施压装置、所述摩擦补偿装置和所述电子监测装置均设置在所述系统框架内；

所述油压千斤顶与所述滑体之间设置有所述岩土体阻隔板，所述油压千斤顶背离所述滑体的一侧设置有所述千斤顶底座反力板，所述千斤顶底座反力板与所述系统框架连接，所述千斤顶底座反力板与所述系统框架为可拆卸连接，所述油压千斤顶、所述岩土体阻隔板与所述千斤顶底座反力板均设置为两个、且分别设置在所述滑体相对的两侧；

所述摩擦补偿装置中，所述弹簧设置于所述弹簧套筒内，所述弹簧的一端通过一个所述弹簧垫片连接所述千斤顶底座反力板，所述弹簧的另一端通过另一个所述弹簧垫片连接所述岩土体阻隔板，所述弹簧设置有两个、且分别设置在所述滑体相对的两侧，所述弹簧套筒设置为两个，两个所述弹簧一一对应设置于所述弹簧套筒内。

2.根据权利要求1所述的边坡支护模型试验系统，其特征在于，还包括千分表及设置于所述系统框架顶部的千分表固定装置；

所述千分表用于监测支挡结构的位移；

所述千分表固定装置包括机械臂、机械臂梁、轨道以及在所述轨道中滑动的滑轮；

所述机械臂与所述机械臂梁连接，所述千分表固定设置在所述机械臂上；

所述机械臂梁的两端分别设置有所述滑轮；

所述系统框架的顶板的两侧分别设置有所述轨道。

3.根据权利要求1所述的边坡支护模型试验系统，其特征在于，所述电子监测装置还包括土压力盒；

任意相邻两支挡结构之间的有限土体中埋设有一个所述土压力盒，所述土压力盒用于监测所述有限土体的内应力；所述电阻应变仪与所述土压力盒连接，用于显示所述土压力盒的测量结果。

4.根据权利要求1所述的边坡支护模型试验系统，其特征在于，所述电子监测装置还包括定位点贴片；

所述定位点贴片设置在所述滑体外侧和/或所述支挡结构顶部，用于检测所述滑体与所述支挡结构的形变。

5.根据权利要求1所述的边坡支护模型试验系统，其特征在于，所述电子监测装置还包括高速摄像机；

所述高速摄像机用于拍摄试验过程中所述支挡结构与所述滑体，以使用户根据拍摄的画面确定所述支挡结构与所述滑体的位移与形变情况。

6.根据权利要求1-5任一项所述的边坡支护模型试验系统，其特征在于，所述滑体由工程现场采集的实际滑体的压实岩土体构成，所述滑床由工程现场采集的实际滑床的压实岩土体构成。

7.根据权利要求1所述的边坡支护模型试验系统，其特征在于，所述支挡结构包括抗滑桩或锚索地梁。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的边坡支护模型试验系统的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

拼装所述系统框架；

砌筑所述滑体和所述滑床，预埋所述支挡结构，设置所述电阻应变片；

安装所述水平标尺并打开其自动读数装置，将所述电阻应变片输出端连接到所述电阻应变仪；

安装所述水平施压装置和所述摩擦补偿装置，根据试验需求调节所述弹簧，以补偿所述滑体与所述滑床间的摩擦力，操作所述油压千斤顶，对所述滑体施加水平推力。