[发明专利]一种基于透明土的锚板拉拔试验装置、系统及方法

说明书

一种基于透明土的锚板拉拔试验装置、系统及方法，属于锚板技术领域，既可以做到减少模型试验安装锚杆时对土体的扰动，又可以通过观测土体三维变形过程中的任一切面达到预测土体三维变形场的效果，且存在观测位于同一高度处布置的水平双锚拉拔过程中板间土体位移变形的情况，包括填土模型箱、挡土板、锚杆、锚板和密封塞，填土模型箱的一个侧面为开口侧，挡土板滑动安装于填土模型箱的开口侧，锚杆穿过挡土板进入填土模型箱，锚板安装于开口侧以内的填土模型箱，且锚杆穿过锚板，挡土板设有多个开孔，多个开孔能够使用密封塞封闭；填土模型箱的两个侧面透明。

技术领域

本发明属于锚板技术领域，具体的，涉及一种基于透明土的锚板拉拔试验装置、系统及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

随着大量公路、铁路、水利、矿山等设施需要在高山、丘陵地区修建，在工程实际中需要面对更高更多的边坡开挖和填筑问题，由此产生了各种针对高边坡问题的支挡结构方案。如锚拉式挡土墙、锚定板挡墙、加筋土挡土墙、抗滑桩等处治方式。其中，锚定板挡墙是较为常用的方案之一。锚板产生作用时，会对锚周围的土体产生挤压作用，由此为挡墙结构提供了抗滑力，并且可以改善周围岩土体自身的强度和稳定性。在锚定板式挡土墙的设计计算过程中，其极限承载力和锚周土体的位移均是不可忽略的问题。虽然目前工程上已经有不少的工程案例运用了锚定板式挡土墙，但关于锚定板的极限承载力和锚定板周围土体破裂面如何发展、锚定板对其上方上覆土体的影响都仍然是需要更为深入研究的课题。

发明人发现，现有的室内模型试验技术中，锚板拉拔问题长期以来被当做平面应变问题处理，锚板拉拔问题长期以来多为平面应变问题。其具体表现在，①由于锚定板本身存在一定的宽度，其对侧向的土体影响在这些情况下都无法考虑，且由于锚板结构深埋在土层中，因此也无法做到对锚土相互作用时，土体整体变形的监测；②如果锚板布置较为密集，则会发生群锚效应，群锚效应发生后，双锚位移场的互相影响会导致锚板前方土体的位移状态与单锚时会有很大差异，但现有的试验装置无法做到对其的非侵入式观测。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出了一种锚定板拉拔的透明土模型试验装置、系统及方法，既可以做到减少模型试验安装锚杆时对土体的扰动，又可以通过观测土体三维变形过程中的任一切面达到预测土体三维变形场的效果，且存在观测位于同一高度处布置的水平双锚拉拔过程中板间土体位移变形的情况。

本发明的第一目的，是提供一种锚定板拉拔的透明土模型试验装置。

本发明的第二目的，是提供一种锚定板拉拔的透明土模型试验系统。

本发明的第三目的，是提供一种锚定板拉拔的透明土模型试验方法。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的技术方案提供了一种基于透明土的锚板拉拔试验装置，包括填土模型箱、挡土板、锚杆、锚板和密封塞，填土模型箱的一个侧面为开口侧，挡土板滑动安装于填土模型箱的开口侧，锚杆穿过挡土板进入填土模型箱，锚板安装于开口侧以内的填土模型箱，且锚杆穿过锚板，挡土板设有多个开孔，多个开孔能够使用密封塞封闭。

第二方面，本发明的技术方案还提供了一种锚板拉拔试验系统，包括如第一方面所述的一种基于透明土的锚板拉拔试验装置，还包括激光发生器和相机，激光发生器发射的激光能够从所述填土模型箱的透明面进入所述填土模型箱内，相机布置于所述填土模型箱的顶面以及侧面以拍摄所述填土模型箱内的照片。

第三方面，本发明的技术方案还提供了一种锚板拉拔试验方法，使用如第二方面所述的一种锚板拉拔试验系统，使用激光发生器照射填土模型箱内填充的透明土，使用相机拍摄透明土内的光学现象，处理相机拍摄的图片得到锚板在拉拔过程中土体产生的位移场和矢量图情况。

上述本发明的技术方案的有益效果如下：