[发明专利]监测岩土体干湿循环与地震耦合下稳定性的装置及方法

说明书

本发明公开了监测岩土体干湿循环与地震耦合下稳定性的装置及方法，该装置包括：承载体，承载体用于承载待监测的岩土体；震动模拟装置，震动模拟装置的震动组件与承载体连接，用于震动岩土体；温度模拟装置，温度模拟装置的加热组件用于改变岩土体的环境温度；降雨模拟装置，降雨模拟装置设置于震动模拟装置和岩土体的上方，用于改变岩土体的湿度；控制装置，控制装置用于与震动模拟装置、温度模拟装置、降雨模拟装置进行通信。本发明的装置将降雨、干湿循环、地震作用集于一体，能准确地模拟人工降雨、干湿循环、地震作用及其任意作用耦合下的岩土体稳定性的试验，为研究极端恶劣环境条件下的岩土体稳定性提供可靠的试验参数。

技术领域

本发明涉及岩土体试验领域，特别涉及监测岩土体干湿循环与地震耦合下稳定性的装置及方法。

背景技术

目前，岩土工程领域对边坡稳定性分析主要集中在高边坡、水文环境、降雨与雨水渗流、施工挖填工况、地震等单一作用下的研究，对于干湿循环、降雨、地震、积雪等多种极端恶劣环境作用耦合下的边坡稳定性研究很少，且现有的多种恶劣环境作用耦合研究主要是基于各计算软件的数值模型分析，缺乏相应的试验装置与方法进行验证。

发明内容

为解决上述至少一个技术问题，本说明书实施例提供了监测岩土体干湿循环与地震耦合下稳定性的装置及方法。

一方面，本说明书实施例提供的一种监测岩土体干湿循环与地震耦合下稳定性的装置，包括：

承载体，所述承载体用于承载待监测的岩土体；

震动模拟装置，所述震动模拟装置的震动组件与所述承载体连接，用于震动所述岩土体；

温度模拟装置，所述温度模拟装置的加热组件用于改变所述岩土体的环境温度；

降雨模拟装置，所述降雨模拟装置设置于所述震动模拟装置和所述岩土体的上方，用于改变所述岩土体的湿度；

控制装置，所述控制装置用于与所述震动模拟装置、所述温度模拟装置、所述降雨模拟装置进行通信。

另一方面，本说明书实施例提供的一种监测岩土体稳定性的试验方法，包括：

S1、布置监测岩土体干湿循环与地震耦合下稳定性的装置；

S2、获取待监测的岩土体的含水率W₁；

S3、基于所述降雨模拟控制模块和设定的所述分区降雨盒的分区降雨强度，计算理论供水总流量与分区供水流量，并基于所述分区供水流量，控制所述流量控制阀的开合程度，其中，降雨强度与供水流量的计算公式如下：

上式中，i为降雨强度，单位mm/min；F为分钟水流量，单位为L/min；A为所述分区降雨盒的底板面积，单位mm²；f为分钟流水量，单位mm³/min；

基于所述流量计监测实际供水流量；

S4、基于所述水泵调节所述降雨模拟装置的供水压力，当实际供水流量与理论供水总流量相同时，开始第一次模拟降雨；

S5、当所述第一次模拟降雨结束后，获取待监测的岩土体的含水率W₂；

S6、记录所述温度传感器监测的所述降雨箱的初始温度为T₁，基于所述温度模拟控制模块设置环境温度为T₂，并控制所述风道循环气体加热器进行加热，控制所述风机将加热后的气体通过所述出风管道吹到降雨箱内，并通过所述回风管道将降雨箱内的气体吸回所述风机；

S7、待所述降雨箱内环境温度达到T₂时，获取待监测的岩土体的含水率为w₃；