[发明专利]一种边坡岩土体电参数时空演化测试系统及方法

说明书

本发明涉及一种边坡岩土体电参数时空演化测试系统及方法，该系统包括：电场施加装置，用于边坡内部产生均匀电场；电参数采集装置，用于测试电极间岩土体的电压，并结合电流场强度得到测量点电流数据；外部荷载施加装置，用于对边坡施加多种外部荷载，模拟边坡负载荷载作用下的状态。与现有技术相比，本发明具有可以对多种荷载作用下的边坡土体电参数时空演化进行快速测试，获取边坡土体在多种荷载作用下的电参数等优点。

技术领域

本发明涉及土木工程领域，尤其是涉及一种多种荷载联合作用下的边坡岩土体电参数时空演化测试系统及方法。

背景技术

在复杂荷载作用下，边坡岩土体物理力学特性发生变化，极易发生滑坡、崩塌等自然灾害。表征岩土体导电性能的电阻率与微观结构及物理力学性质具有相关性。野外现场边坡勘查通常采用温纳等距四极法或Schlumberger-Palmer不等间距四极法等方法测量视电阻率，再经岩土体反演得出电阻率分层结构。

经过检索，中国专利公开号CN110940794A公开了一种测试边坡稳定特性的综合试验方法，通过该原位和室内试验结合的方法，利用该方法可以对通过原位测试和室内试验的综合测试方法，对边坡岩土体的物理性质、力学性质以及水理性质等进行精确测试，其结果能够更加真实的反应边坡岩土体承受荷载的历程；但是该现有技术只是对边坡的物理等表象特性进行试验，因此无法精确地得出试验结果。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种边坡岩土体电参数时空演化测试系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

根据本发明的一个方面，提供了一种边坡岩土体电参数时空演化测试系统，包括：

电场施加装置，用于边坡内部产生均匀电场；

电参数采集装置，用于测试电极间岩土体的电压，并结合电流场强度得到测量点电流数据；

外部荷载施加装置，用于对边坡施加多种外部荷载，模拟边坡负载荷载作用下的状态。

作为优选的技术方案，所述的电场施加装置包括位于边坡表面及底部的导电铜网及供电装置。

作为优选的技术方案，所述的电参数采集装置包括相互连接的薄铜网和数据采集仪，所述的薄铜网作为测量电极，铺设在边坡内各测试点；

所述的数据采集仪包括电流测试模块和电压测试模块；

当在对导电铜网施加稳定电流后，边坡内部产生均匀电场时，启动数据采集仪中的电流测试模块，利用导电铜网测试两端的电流强度，启动电压测试模块，利用测量电极测试边坡内部测试点岩土体的电压值，对多种荷载作用下的边坡土体电参数进行快速及实时测试，获取边坡土体在复杂荷载作用下的电参数。

作为优选的技术方案，所述的外部荷载施加装置包括外部降雨系统、冻融循环系统及地震波输入系统，所述的外部降雨系统、冻融循环系统及地震波输入系统按照时间序列排列组合进行单独施加或多种荷载叠加同时施加。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于所述边坡岩土体电参数时空演化测试系统的方法，该方法在复杂外部荷载作用下对边坡岩土体的电参数进行测试，获取边坡加载过程中及各个状态下的电参数剖面，所述的方法具体包括以下步骤：

均匀电场施加过程，在边坡表面及底层铺设导电铜网，连接电源对边坡整体施加竖直方向的均匀电场；

电参数测试过程，在边坡内部测试点布设薄铜网作为测量电极，当边坡在复杂荷载作用时，结合中间梯度法，在均匀电场下利用测量电极测试电极间岩土体的电压，并结合电流场强度得到测量点电流数据；