[发明专利]一种开展锚板拉拔的可视化试验装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种开展锚板拉拔的可视化试验装置，包括锚板、试验箱体、强降雨‑干旱极端气候模拟系统、加载系统以及量测系统，试验箱体为前侧面可翻转打开且顶部设置有可抽拉的盖板的箱体结构，强降雨‑干旱极端气候模拟系统包括人工降雨装置以及红外线烤灯，所述加载系统包括加载框架、电作动器、滑轮组以及连接于滑轮组上的钢丝绳，量测系统包括荷载位移传感器、数据采集仪、多层土壤参数检测仪、高像素数码相机以及电脑，本发明以解决以往试验装置由于未对强降雨‑干旱极端气候进行模拟而无法对锚板抗拔承载力的弱化效应进行准确分析的问题并实现锚板在此特殊条件下的多向拉拔试验。

技术领域

本发明涉及土工模型试验装置技术领域，具体涉及一种开展锚板拉拔的可视化试验装置及试验方法。

背景技术

锚板作为一种提供抗拔力的基础形式，因其具有施工简便、经济性好、承载能力强等优势，迄今已在通讯塔、输电塔等高耸构筑物、锚板挡土墙等边坡工程中得到了广泛应用。

我国国土面积广阔，地质条件复杂多样，在某些土质条件下，若强降雨与干旱交替，往往会使得土体处于干湿循环状态，产生大量裂隙，导致其力学性能下降，在工程建设期间极易发生开裂或滑动破坏。锚板埋置深度与土体干湿循环影响深度之间的大小关系决定了地基的弱化模式，锚板埋置倾角在一定的埋深范围内也会影响锚板的极限承载力，因此有必要对强降雨-干旱极端气候交替频发下锚板基础多向拉拔破坏进行深入研究。

然而，当前关于锚板拉拔问题的室内研究通常针对砂土，较少涉及黏土，且尚未对强降雨-干旱极端气候进行模拟，因此，试验装置尚未考虑到土体的干湿循环效应，同时，也未曾对处于此特殊条件下锚板的多向拉拔进行试验研究，因此无法对锚板抗拔承载力在强降雨-干旱极端气候交替频发下的规律进行分析。因此，本发明提出一种可模拟强降雨-干旱极端气候交替频发下锚板基础多向拉拔承载弱化效应的可视化试验装置，并提出具体的试验方法以解决上述问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

提出一种开展锚板拉拔的可视化试验装置及试验方法，以解决以往试验装置由于未对强降雨-干旱极端气候进行模拟而无法对锚板抗拔承载力的弱化效应进行准确分析的问题并实现锚板在此特殊条件下的多向拉拔试验。

(二)技术方案

本发明通过如下技术方案实现：本发明提出了一种开展锚板拉拔的可视化试验装置，包括锚板、试验箱体、强降雨-干旱极端气候模拟系统、加载系统以及量测系统，所述试验箱体为前侧面可翻转打开且顶部设置有可抽拉的盖板的箱体结构，试验箱体的左右两侧分别设置有一储水槽，储水槽的内侧面设置有透水土工布，储水槽侧壁与透水土工布接触部位设置有水位控制孔，所述强降雨-干旱极端气候模拟系统包括人工降雨装置以及红外线烤灯，所述加载系统包括加载框架、电作动器、滑轮组以及连接于滑轮组上的钢丝绳，所述钢丝绳的一端连接电作动器且另一端连接锚板，所述量测系统包括荷载位移传感器、数据采集仪、多层土壤参数检测仪、高像素数码相机以及电脑，所述荷载位移传感器一端连接电作动器且另一端连接数据采集仪，所述多层土壤参数检测仪预埋于试验箱体内，所述高像素数码相机用于自动拍摄锚板拉拔过程图像，所述荷载位移传感器、多层土壤参数检测仪以及高像素数码相机分别连接数据采集仪，所述数据采集仪将所采集数据传递至电脑。

进一步的，所述试验箱体的前后侧板采用高透明度的耐高温有机玻璃板。

进一步的，所述人工降雨装置为采用PVC供水管以及若干直角弯头以及三通所连接而成，通过一主供水管实现水分供给，同时通过若干供水管底部的细小出水孔形成降雨效果。

进一步的，所述加载框架包括加载柱以及设置于加载柱上的加载横梁。

进一步的，所述滑轮组包括分别固定于加载横梁底部的第一定滑轮以及第二定滑轮，所述第一定滑轮于加载横梁上位置可调。

一种开展锚板拉拔的可视化试验装置的试验方法，包括如下步骤：