CN103234821B - 用于岩土工程边坡多向加载的试验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于岩土工程边坡多向加载的试验装置及方法，包括钢框架、转轴支撑、水平加载千斤顶、竖直加载千斤顶、倾斜加载千斤顶，所述钢框架与转轴支撑连接，钢框架内底部设有边坡底部支撑板，钢框架一侧设有边坡竖直挡墙，水平加载千斤顶一端与水平加载反力墙连接、另一端与边坡竖直挡墙连接，水平加载反力墙与转轴支撑连接，边坡竖直挡墙底部与边坡底部支撑板上表面配合；竖直加载千斤顶与钢框架上方的垂直加载反力架连接；边坡底部支撑板一端与转轴支撑铰接、能够相对转动，另一端与倾斜加载千斤顶连接，满足了试验需要，提高试验效率，综合性强，方便试验操作。

Description

用于岩土工程边坡多向加载的试验装置及方法

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种用于岩土工程边坡多向加载的装置。

背景技术

边坡是指岩体、土体在自然重力作用或人为作用而形成一定倾斜度的临空面，边坡的分类有多种，按成因分类，可分为人工边坡和自然边坡；按地层岩性分类，可分为土质边坡和岩质边坡；按使用年限分类，可分为永久性边坡和临时性边坡。随着岩土工程的发展，边坡问题已成为工程界普遍面临的问题，对边坡的影响因素中，需要对不同加载条件下边坡稳定性进行分析，边坡加载的主要方式有竖直加载，水平加载，倾斜加载，水荷载等，而边坡的稳定性变化往往是由于多种荷载条件共同作用引起的，因此多种加载条件下边坡稳定性的分析尤为关键。

现有技术的岩土工程的分析与试验装置较为简单，重物加载，存在的问题是，单一倾斜加载的模型试验装置不能满足多荷载共同作用试验的需要，无法对综合作用下的边坡破坏做出合理的分析和解释，试验的效率、准确性及实用性都比较低。

发明内容

本发明为了解决现有技术存在的上述不足，提供了一种用于岩土工程边坡多向加载的试验装置及方法；满足了试验需要，实用性、综合性强，方便了试验操作，提供了试验的效率、准确性。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种用于岩土工程边坡多向加载的试验装置，包括钢框架、转轴支撑、水平加载千斤顶、竖直加载千斤顶、倾斜加载千斤顶，所述钢框架与转轴支撑连接，钢框架内底部设有边坡底部支撑板，钢框架一侧设有边坡竖直挡墙，水平加载千斤顶一端与水平加载反力墙连接、另一端与边坡竖直挡墙连接，以提供水平压力推动边坡竖直挡墙，对边坡水平加载，水平加载反力墙与支撑座连接，边坡竖直挡墙底部与边坡底部支撑板上表面配合；竖直加载千斤顶与钢框架上方的垂直加载反力架连接、以提供向下的竖直力对边坡进行竖直加载；边坡底部支撑板一端与转轴支撑铰接、能够相对转动，另一端与倾斜加载千斤顶连接，在倾斜加载千斤顶作用下、使边坡整体倾斜进行倾斜加载试验。

钢框架的前后左右四面设有玻璃板护栏，玻璃板护栏上设有可视化玻璃，玻璃面带有刻度。所述玻璃板的安置使试验过程可视化，玻璃板上待遇刻度可清晰观察振动扰动后坡面的变化情况。

边坡竖直挡墙底端安置挡墙滚动滑轮，滚动滑轮与边坡底部支撑板配合，在水平方向相对滑动，减少移动阻力、以便对坡体水平施压。

边坡底部支撑板为钢板。

一种利用种用于岩土工程边坡多向加载的装置试验的方法，包括以下步骤：

1)将可视化玻璃安置在钢框架前后左右周围四面，用玻璃板护栏固定；

2)水平千斤顶预加压，将边坡竖直挡墙固定，砌筑边坡土体，同时将监测元件埋入土体相应位置；

3)操作水平加载千斤顶、竖直加载千斤顶、倾斜加载千斤顶，实现竖直加载、水平加载及倾斜加载；

4)根据监测元件的示数变化，记录不同加载方式下，边坡土体坡顶坡面坡脚等处的应力、应变变化，并记录坡体破坏时、各参数指标峰值，在不同加载方式下做综合对比，得出规律性结论。

所述监测元件为应变砖、或位移传感器、或压力盒。

本发明的有益效果：

1.结构简单、使用可靠，实用性、综合性强，方便试验操作，试验的效率、准确性高，适应综合试验需要；

2.带刻度的玻璃板实现了边坡试验全过程的可视化、清晰观测坡面的变化情况；

2.水平和竖直方向的千斤顶能够对边坡体进行双向加载；

4.边坡底部钢板一端通过轴承与装置底座铰接、相对转动，另一端安置倾斜加载千斤顶、可使边坡整体倾斜进行倾斜加载试验；

5.通过监测参数综合分析对比的方法，进行多种荷载条件下的边坡稳定性综合分析，准确实用、先进，操作简洁。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2是图1不同侧面的结构示意图；

其中，1、钢框架；2、玻璃板护栏；3、竖直加载反力架；4、边坡土体；5、竖直加载千斤顶；6、边坡竖直挡墙；7、挡墙滚动滑轮；8、倾斜加载千斤顶；9、转轴支撑；10、支撑三脚架；11、水平加载千斤顶；12、水平加载反力墙；14边坡底部支撑板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

一种用于岩土工程边坡多向加载的试验装置，结合图1，图2，包括钢框架1、转轴支撑9、水平加载千斤顶11、竖直加载千斤顶5、倾斜加载千斤顶8，所述钢框架1与转轴支撑9连接，钢框架1内底部设有边坡底部支撑板14，钢框架1一侧设有边坡竖直挡墙6，水平加载千斤顶11一端与水平加载反力墙12连接、另一端与边坡竖直挡墙6连接，以提供水平压力推动边坡竖直挡墙，对边坡水平加载，水平加载反力墙12与转轴支撑9连接，边坡竖直挡墙6的底部与边坡底部支撑板上表面配合；竖直加载千斤顶5与钢框架1上方的垂直加载反力架3连接、以提供向下的竖直力对边坡进行竖直加载；边坡底部支撑板一端与转轴支撑9铰接、能够相对转动，另一端与倾斜加载千斤顶8连接，在倾斜加载千斤顶8作用下、使边坡整体倾斜进行倾斜加载试验。与转轴支撑9相对的另一侧设有支撑三脚架10对水平加载反力墙12起到加固作用、避免产生受力变形。

钢框架1内部的前后左右四面设有玻璃板护栏2，玻璃板护栏2上设有可视化玻璃，可视化玻璃面上设有刻度。安装有可视化玻璃使试验过程可视化、能够清晰观察振动扰动后坡面的变化情况。边坡竖直挡墙6底端安置挡墙滚动滑轮7，挡墙滚动滑轮7与边坡底部支撑板配合，在水平方向相对滚动，以减少移动阻力、便对坡体水平施压。边坡底部支撑板为钢板。

利用种用于岩土工程边坡多向加载的试验装置试验的方法，包括以下步骤：

1)将可视化玻璃安置在钢框架1前后左右周围四面，用玻璃板护栏2固定；

2)水平千斤顶11预加压，将边坡竖直挡墙6固定，砌筑边坡土体4，同时将监测元件埋入土体相应位置；

3)操作水平加载千斤顶11、竖直加载千斤顶5、倾斜加载千斤顶8，实现竖直加载、水平加载及倾斜加载；

4)根据监测元件的示数变化，记录不同加载方式下，边坡土体坡顶坡面坡脚等处的应力、应变变化，并记录坡体破坏时，各参数指标峰值，在不同加载方式下做综合对比，得出规律性结论。

所述监测元件为应变砖、或位移传感器、或压力盒。

上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种用于岩土工程边坡多向加载的试验装置，其特征是，包括钢框架、转轴支撑、水平加载千斤顶、竖直加载千斤顶、倾斜加载千斤顶，所述钢框架与转轴支撑连接，钢框架内底部设有边坡底部支撑板，钢框架一侧设有边坡竖直挡墙，水平加载千斤顶一端与水平加载反力墙连接、另一端与边坡竖直挡墙连接，水平加载反力墙与转轴支撑连接，边坡竖直挡墙底部与边坡底部支撑板上表面配合；竖直加载千斤顶与钢框架上方的垂直加载反力架连接；边坡底部支撑板一端与转轴支撑铰接，另一端与倾斜加载千斤顶连接，在倾斜加载千斤顶作用下、使边坡整体倾斜进行倾斜加载试验。

2.如权利要求1所述的用于岩土工程边坡多向加载的试验装置，其特征是，所述钢框架的前后左右四面设有玻璃板护栏，玻璃板护栏上设有可视化玻璃。

3.如权利要求1所述的用于岩土工程边坡多向加载的试验装置，其特征是，所述边坡竖直挡墙底端安置挡墙滚动滑轮，滚动滑轮与边坡底部支撑板配合。

4.如权利要求1所述的用于岩土工程边坡多向加载的试验装置，其特征是，所述边坡底部支撑板为钢板。

5.利用权利要求1至4任一项所述的试验装置试验的方法，其特征是，包括以下步骤：

1)将可视化玻璃安置在钢框架前后左右周围四面，用玻璃板护栏固定；

2)水平加载千斤顶预加压，将边坡竖直挡墙固定，砌筑边坡土体，同时将监测元件埋入土体相应位置；

3)操作水平加载千斤顶、竖直加载千斤顶、倾斜加载千斤顶，实现水平加载、竖直加载及倾斜加载；

4)根据监测元件的示数变化，记录不同加载方式下，边坡土体坡顶坡面坡脚处的应力、应变变化，并记录坡体破坏时，各参数指标峰值，在不同加载方式下做综合对比，得出规律性结论。

6.如权利要求5所述的试验方法，其特征是，所述监测元件为应变砖或位移传感器或压力盒。