[发明专利]水力环境变化诱发挖填组合路基边坡分散性失稳破坏分析的试验装置

说明书

本发明公开了一种水力环境变化诱发挖填组合路基边坡分散性失稳破坏分析的试验装置，包括边坡模型箱和降雨模拟装置；降雨模拟装置采用有色水作为模拟降雨的雨水，边坡模型箱采用透明土作为填土，形成透明土边坡；所述透明土由一定比例的无定形硅胶和无定形硅粉合成以模拟易发生静态液化的粉砂；透明土边坡的坡顶、坡脚、边坡段将埋设具有明显颜色的标志物，疑似滑动面处将埋设孔隙水压计，挖填组合路基边坡中部埋设与模型箱等宽的不同形状的水泥块；由摄影装置记录标志物的位移变化、有色水的渗流轨迹和模拟滑坡的全过程。本发明的优点是可以研究雨水在挖填组合路基边坡中的渗流过程，以及挖填组合路基边坡的渐进失稳破坏过程，从而更好地揭示降雨对挖填组合路基边坡滑坡的诱发机理。

技术领域

本发明涉及土木工程试验技术领域，具体涉及一种水力环境变化诱发挖填组合路基边坡分散性失稳破坏分析的试验装置。

背景技术

现存在大量的挖填组合路基，在降雨作用下，相应的路基边坡可能会发生滑坡，进而造成人身和财产损失。因此，研究降雨的雨量、强度和持续性及雨水在路基边坡中的渗流过程，能进一步研究降雨对滑坡的诱发机理，从而为防治降雨型滑坡提供理论依据。目前，降雨作用下路基边坡模拟滑坡试验常用的是现场试验及室内模拟试验，由于现场试验存在成本高、周期长、难度大等问题，室内模拟试验的应用更加广泛。

中国专利CN 106153863 B公开了一种路基边坡冲刷室内模拟试验装置，通过该试验装置对不同降雨角度下边坡冲刷性能进行研究，在短时间内获得大量试验数据。然而，上述试验装置中，未考虑雨水渗入路基边坡导致的土体静态液化分散性失稳演化过程，以及挖填界面存在对边坡破坏模式的影响，因而在揭示降雨因素导致的挖填组合路基边坡分散性失稳诱发的机理上有所不足。这是本申请需要着重改善的地方。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是要提供一种水力环境变化诱发挖填组合路基边坡分散性失稳破坏分析的试验装置，研究降雨作用下雨水在挖填组合路基边坡中的渗流过程及路基边坡静态液化分散性失稳破坏演进过程。

为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种水力环境变化诱发挖填组合路基边坡分散性失稳破坏分析的试验装置，所述试验装置包括边坡模型箱和降雨模拟装置，所述边坡模型箱采用透明土作为填土，形成透明土边坡，所述透明土边坡的坡顶、坡脚、边坡段埋设具有明显颜色的标志物，疑似滑动面处埋设孔隙水压计；所述降雨模拟装置包括供水箱、流量计、降雨器、阀门和支撑架，所述降雨器通过供水管路与供水箱连接，所述供水箱采用有色水作为模拟降雨的雨水，所述支撑架连接边坡模型箱和降雨模拟装置，所述边坡模型箱的透明玻璃板前放置一摄影装置，摄影装置实时监测标志物的位移变化，有色水的渗流轨迹和模拟滑坡的全过程。

所述透明土是由无定形硅胶和无定形硅粉合成以模拟易发生静态液化的粉砂。其中，无定形硅胶合成以模拟砂土，无定形硅粉合成以模拟细粒粘土。

所述阀门控制降雨的大小，由流量计记录降雨量和降雨强度。

所述挖填组合路基边坡中部埋设与边坡模型箱等宽的不同形状的水泥块，用以模拟不同支护形式的挖填组合路基的影响。

所述水泥块为刚性，与边坡连接处为台阶型，下方铺设土工格栅，所述水泥块靠近路堤处设置边沟。

所述水泥块具有多种形状，通过不同相对位置的安装搭配来模拟不同支护形式的挖填组合路基的影响。

所述边坡模型箱的顶部设有凸连接件，所述支撑架底部设有凹连接件，凹凸连接件嵌合连接。

所述边坡模型箱设有收集槽，所述收集槽固定于所述边坡模型箱中模拟滑坡前进方向一侧，所述收集槽靠近所述边坡模型箱一侧设有排水孔。

所述边坡模型箱的三面均为透明玻璃板，所述透明玻璃板内侧涂抹润滑剂。

所述透明玻璃板之间设有横向支撑，以加固连接。