[发明专利]一种双向倒梯形路堑边坡滑坡模型试验方法

说明书

本发明公开了一种双向倒梯形路堑边坡滑坡模型试验方法，属于边坡工程与滑坡灾害试验领域，以解决现有模型试验装置普遍存在的因侧向摩阻过大而导致模型模拟结果失真或失误的问题。该方法包括下列步骤：模型材料采用填筑或砌筑的方式构建于模型试验装置的中后部和中下方空间内，后起后挡板，前止前挡板，下接底板，两侧由左右侧板约束，模拟自然斜坡；在自然斜坡体上采用开挖切坡的方法形成路堑和开挖边坡，开挖边坡在人工降雨或地下水模拟等因素作用下诱发路堑边坡滑坡，形成滑坡和滑床。本发明解决了一般模型试件因侧向约束导致其变形和破坏失真的问题，其侧向摩阻因断面扩容而有效消减，制做简单，操作方便，效果显著，结果可靠，成本低廉。

技术领域

本发明属于边坡工程与滑坡灾害试验领域，尤其涉及一种路堑边坡滑坡模型试验装置及方法。

背景技术

我国是一个多山国家，山地灾害十分发育，随着道路工程向山区拓展和延伸，深挖高填不可避免，特别是因路堑开挖而产生的滑坡灾害尤为突出。路堑边坡滑坡的形成机理有其必然的普遍性和复杂性，为了再现其滑坡发生的现象与规律，模型试验方法是其最为有效的研究手段之一。

滑坡模型试验是一种典型的地质力学模型试验，是基于一定的相似原理对滑坡灾害现象进行缩尺研究的一种物理模拟方法。滑坡模型试验有槽架式模型试验、底摩擦模型试验、现场足尺模型试验、土工离心模型试验等，其中槽架式模型试验又以二维平面应变模型试验较为普遍。由于二维平面应变模型试验需要对模型模拟材料进行侧向约束，存在侧向摩阻影响坡体变形和破坏的边界效应，如何减少侧向摩阻是二维平面应变模型试验的关键技术之一。

现有模型试验装置一般采用光滑、润滑或者滚动的侧向挡板以降低摩阻，但其降阻效果对于低强度、高粘度模拟材料不甚明显，特别是对于路堑开挖卸荷回弹扩容和滑坡向前滑移变形和破坏扩容的情况，侧向压应力显著增大，侧向摩阻也相应增大，其较大的侧向摩阻将导致模型模拟结果失真或失误，当前侧向摩阻已成为模型试验装置设计的一个技术瓶颈。因此，如何有效降低模型槽架的侧向摩阻是路堑边坡滑坡模型试验需要优先解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的是提出一种双向倒梯形路堑边坡滑坡模型试验方法，以解决现有模型试验装置普遍存在的因侧向摩阻过大而导致模型模拟结果失真或失误的问题。

本发明所采取的技术方案是: 一种双向倒梯形路堑边坡滑坡模型试验方法，包括下列步骤：模型材料采用填筑或砌筑的方式构建于模型试验装置的中后部和中下方空间内，后起后挡板，前止前挡板，下接底板，两侧由左右侧板约束，模拟自然斜坡；在自然斜坡体上采用开挖切坡的方法形成路堑和开挖边坡，开挖边坡在人工降雨或地下水模拟等因素作用下诱发路堑边坡滑坡，形成滑坡和滑床。

进一步的，所述模型试验装置，包括呈六面体的槽架，槽架上设有左侧板、右侧板、后挡板、底板，槽架的后面为矩形，槽架的正面、底面、顶面均为倒梯形，槽架的两个侧面均为梯形。

进一步的，所述槽架的正面设有前挡板。

进一步的，后挡板顶部宽度大于后挡板底部宽度，前挡板顶部宽度大于前挡板底部宽度，前挡板底部宽度大于后挡板底部宽度，后挡板顶底宽差值等于前部顶底宽差值。

本发明一种超低侧向摩阻滑坡模型试验装置，即力图使侧向摩阻力降为零。本发明基本上解决了一般模型试件因侧向约束导致其变形和破坏失真的问题，其侧向摩阻因断面扩容而有效消减，制做简单，操作方便，效果显著，结果可靠，成本低廉。

附图说明

图1为一种双向倒梯形路堑边坡滑坡模型试验装置的结构示意图。

图2为一种双向倒梯形路堑边坡滑坡模型试验装置的正面图；

图3为一种双向倒梯形路堑边坡滑坡模型试验装置的俯视图。