CN107167387A - 一种滑带土流变试验仪以及滑带土流变试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种滑带土流变试验仪以及滑带土流变试验方法，涉及滑带土土工测试设备领域，该滑带土流变试验仪包括试验箱、剪切系统、库水模拟系统以及测量动态控制系统，库水模拟系统包括输水循环装置和渗水组件，剪切系统包括第一剪切盒、第二剪切盒、法向推进装置和剪切推进装置，渗水组件连接于第一剪切盒和第二剪切盒的两端并分别与第一剪切盒和第二剪切盒连通，输水循环装置与渗水组件连接，用于向渗水组件输送试验用水。相较于现有技术，本发明提供的一种滑带土流变试验仪能够测量在长期浸水条件和动态渗透压力条件下滑坡滑带土的长期强度，测量方法简单、数据准确。

Description

一种滑带土流变试验仪以及滑带土流变试验方法

技术领域

本发明涉及滑带土土工测试设备领域，具体而言，涉及一种滑带土流变试验仪以及滑带土流变试验方法。

背景技术

滑带土的抗剪强度性质是影响滑带土稳定性的关键因素，对地质工程的设计和施工都具有重要的指导意义。目前获取滑带土抗剪强度性质的主要手段是进行滑带土土工测试，最常用一种方法就是进行直剪试验。常规室内直剪仪由于试验仪器本身尺寸的限制，允许的最大的试样的颗粒粒径不能超过剪切盒尺寸的1/10，在试验过程中往往要剔除粒径较大的颗粒，出现尺寸效应而与实际情况有所出入。大尺寸直剪试验的试样尺寸大、对土体扰动小，采用大型直剪试验可以较好的保留试样级配，从而弱化尺寸效应更接近实际，目前已被普遍使用。

滑带土具有流变特性，其流变特性不仅与所受的应力大小有关，还受到渗流等环境因素的影响。水作为自然界最活跃的因素之一，对滑带土稳定性的影响具有极为重要的作用，浸泡作用和渗透作用都会引起滑带土的强度劣化及流变效应增强。例如对水库滑坡而言，由于水库蓄水造成的长期浸泡作用以及周期性库水位波动造成的动态渗透压力作用，导致滑坡滑带土的强度发生劣化，并加剧了滑带土的流变效应，从而导致滑坡的抗滑能力大幅度降低，使得滑坡下滑剩余推力增大，从而威胁到滑坡的稳定性。而且，据库区滑坡大量资料显示，许多古滑坡的复活和新滑坡的产生都是在水库首次蓄水后一段时间内发生。而且，在库水位快速下降期间，坡内顺坡向的动态渗透压力也增加，此时滑坡变形速度也明显增大。这说明，库水浸泡作用和动态渗透压力作用是影响水库滑坡稳定性的两个重要因素。

经发明人调研发现，现有的岩土体大型流变试验仪试验数据准确性较低，且无法实现在长期浸泡作用和动态渗透压力作用下测量岩土体流变特性，所以在测量滑坡滑带土长期强度时无法考虑库水作用。因此，开发一种可以实现长期浸泡作用和动态渗透压力作用的大型滑带土流变试验仪，从而获取滑坡滑带土在库水作用下的长期抗剪强度参数。这不仅对于岩土体的长期强度和稳定性的研究具有重要的科学意义，还可以为水库滑坡的防治设计和预测预报等提供更加符合实际的滑带土强度参数。

有鉴于此，设计制造出一种测量数据准确，且能够测量不同渗透压力下滑带土抗剪强度变化的大型滑带土剪切流变试验仪显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种滑带土流变试验仪，该滑带土流变试验仪测量数据准确，且能够测量长期浸水条件和动态渗透压力条件下滑坡滑带土的长期强度。

本发明的另一目的在于提供一种滑带土流变试验方法，操作简单，测量数据准确，且能够得到长期浸泡作用和动态渗透压力作用下滑带土的长期抗剪强度。

本发明是采用以下的技术方案来实现的。

一种滑带土流变试验仪，包括试验箱、剪切系统、库水模拟系统以及测量动态控制系统，测量动态控制系统设置在试验箱内并与剪切系统连接，剪切系统包括第一剪切盒、第二剪切盒、法向推进装置和剪切推进装置，第一剪切盒与第二剪切盒相对设置且均容置在试验箱内，法向推进装置的一端与试验箱的顶部连接，另一端与第一剪切盒连接，用于推动第一剪切盒沿第一方向运动，剪切推进装置的一端与试验箱的侧壁连接，另一端与第二剪切盒连接，用于推动第二剪切盒沿第二方向运动，第一方向与第二方向相互垂直。库水模拟系统包括输水循环装置和渗水组件，渗水组件连接于第一剪切盒和第二剪切盒的两端并分别与第一剪切盒和第二剪切盒连通，输水循环装置与渗水组件连接，用于向渗水组件输送试验用水。

进一步地，渗水组件包括第一进水侧板、第一出水侧板、第一进水分流管以及第一出水分流管，第一进水侧板与第一出水侧板分别固定连接于第一剪切盒的两端且均与第一剪切盒连通，第一进水分流管的一端与输水循环装置连接，另一端与第一进水侧板连接，用于向第一进水侧板提供试验用水，第一出水分流管的一端与输水循环装置连接，另一端与第一出水侧板连接，用于排出第一出水侧板内的试验用水。

进一步地，第一进水侧板和第一出水侧板内均具有多个第一腔体，每个第一腔体靠近第一剪切盒的一侧开设有多个第一通孔，每个第一腔体与第一剪切盒通过多个第一通孔连通，第一进水分流管与第一出水分流管均具有多个第一支管，第一进水分流管的多个第一支管一一对应地伸入第一进水侧板内的多个第一腔体并与第一腔体连通，第一出水分流管的多个第一支管一一对应地伸入多个第一出水侧板内的多个第一腔体并与第一腔体连通。

进一步地，渗水组件还包括第二进水侧板、第二出水侧板、第二进水分流管以及第二出水分流管，第二进水侧板与第二出水侧板分别固定连接于第二剪切盒的两端且均与第二剪切盒连通，第二进水分流管的一端与输水循环装置连接，另一端与第二进水侧板连接，用于向第二进水侧板提供试验用水，第二出水分流管的一端与输水循环装置连接，另一端与第二出水侧板连接，用于排出第二出水侧板内的试验用水。

进一步地，第二进水侧板和第二出水侧板内均具有多个第二腔体，每个第二腔体靠近第二剪切盒的一侧开设有多个第二通孔，每个第二腔体与第二剪切盒通过多个第二通孔连通，第二进水分流管与第二出水分流管均具有多个第二支管，第二进水分流管的多个第二支管一一对应地伸入第二进水侧板内的多个第二腔体并与第二腔体连通，第二出水分流管的多个第二支管一一对应地伸入第二出水侧板内的多个第二腔体并与第二腔体连通。

进一步地，输水循环装置包括可调速水泵、水管、第一阀门和第二阀门，水管、可调速水泵以及渗水组件形成一库水模拟管路，可调速水泵通过水管与渗水组件连接，用于向水管内的试验用水提供水压，水管的一端分别连接于试验箱的两侧，另一端用于连接外界水源，第一阀门和第二阀门设置在试验箱两侧的水管上，用于控制水管并向试验箱内输入试验用水。

进一步地，测量动态控制系统包括多个渗压计、启动控制装置与显示装置，多个渗压计分别贴设在第一剪切盒和第二剪切盒的内壁上，用于测量试验用水经过第一剪切盒和第二剪切盒时的渗流压力；启动控制装置设置在试验箱的外表面并分别与法向推进装置和剪切推进装置电性连接，显示装置设置在试验箱的外表面并分别与法向推进装置和剪切推进装置电性连接。

进一步地，剪切系统还包括滑动装置，滑动装置包括滑轮槽与滑轮组件，滑轮槽设置在试验箱的底部且滑轮槽的延伸方向与剪切推进装置的推进方向一致，滑轮组件安装在第二剪切盒的底部并与滑轮槽相配合，以使第二剪切盒可通过滑轮组件沿滑轮槽移动。

一种滑带土流变试验方法，应用于上述的滑带土流变试验仪，用于库水浸泡条件下的滑带土流变试验，滑带土流变试验方法包括：

放样密封步骤：将滑带土试样放置在第一剪切盒与第二剪切盒内并将第一剪切盒和第二剪切盒之间的剪切缝通过防渗膜进行缠绕密封；

试样浸泡步骤：通过渗水组件向第一剪切盒和第二剪切盒内注水，待试验用水完全渗入滑带土试样并从渗水组件流出后，停止注水并保持试样饱水状态；

加载与剪切步骤：控制法向推进装置施加法向荷载，控制剪切推进装置施加剪切荷载，获取不同法向荷载下滑带土试样剪切位移随时间的变化曲线。

一种滑带土流变试验方法，应用于上述的滑带土流变试验仪，用于动态渗透压力下滑带土的流变试验，滑带土流变试验方法包括：

渗透压力确定步骤：根据滑坡内地下水位变化获取水力梯度随时间的变化曲线，将水力梯度与时间轴按比例缩放，作为确定试验动态渗透压力和试验周期的依据；

放样密封步骤：将滑带土原状试样放置在第一剪切盒与第二剪切盒内并将第一剪切盒和第二剪切盒之间的剪切缝通过防渗膜进行缠绕密封；

渗透压力控制步骤：通过渗水组件向第一剪切盒和第二剪切盒内注水，依据步骤1中计算得到的试验周期和动态渗透压力，通过控制试验用水的流速来实现滑带土试样在试验周期内的渗透压力变化，控制渗水组件的送水方向来实现渗透压力方向的改变；

加载与剪切步骤：控制法向推进装置施加法向荷载，控制剪切推进装置施加剪切荷载，根据动态渗透压力变化周期设定每个级别的加载周期，获取不同法向荷载下、不同周期内滑带土试样剪切位移随动态渗透压力变化的时序曲线。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种滑带土流变试验仪，在试验箱内容置有第一剪切盒与第二剪切盒，并在第一剪切盒与试验箱顶部之间架设有法向推进装置，在第二剪切盒与试验箱侧壁之间架设有剪切推进装置。同时，渗水组件分别与第一剪切盒和第二剪切盒的两端连通，且输水循环装置与渗水组件连接。在实际使用过程中，试验用水通过输水循环装置进入到渗水组件并流入第一剪切盒与第二剪切盒对滑带土进行浸泡作用或渗流作用，同时利用法向推进装置和剪切推进装置分别推动第一剪切盒与第二剪切盒运动，使得第一剪切盒与第二剪切盒中的滑带土试样在试验用水的浸泡作用或渗透作用下达到精确地试验条件，使得最终测量结果更加准确。相较于现有技术，本发明提供的一种滑带土流变试验仪，测量数据准确，且能够测量长期浸泡作用和动态渗透压力作用下滑带土的长期抗剪强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的滑带土流变试验仪整体结构示意图；

图2为图1中渗水组件第一视角结构示意图；

图3为图1中渗水组件第二视角结构示意图；

图4为图1中输送循环装置的结构示意图；

图5为图1中测量动态控制系统的结构框图；

图6为本发明第二实施例提供的滑带土流变试验方法步骤框图；

图7为本发明第三实施例提供的滑带土流变试验方法步骤框图。

图标：10-滑带土流变试验仪；100-试验箱；200-剪切系统；210-第一剪切盒；230-第二剪切盒；250-法向推进装置；270-剪切推进装置；290-滑动装置；291-滑轮槽；293-滑轮组件；300-库水模拟系统；310-输水循环装置；311-可调速水泵；313-水管；315-第一阀门；317-第二阀门；330-渗水组件；331-第一进水侧板；333-第一出水侧板；335-第一进水分流管；337-第一出水分流管；338-第一腔体；339-第一支管；400-测量动态控制系统；410-渗压计；430-启动控制装置；450-显示装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

参照图1，本实施例提供了一种滑带土流变试验仪10，包括试验箱100、剪切系统200、库水模拟系统300以及测量动态控制系统400，测量动态控制系统400设置在试验箱100上并与剪切系统200连接，剪切系统200容置在试验箱100内，库水模拟系统300与剪切系统200连接，用于向剪切系统200提供试验用水。

在本实施例中，试验箱100的底部安装有地漏，以及时排出试验过程中的渗漏出来的水。

剪切系统200包括第一剪切盒210、第二剪切盒230、法向推进装置250、剪切推进装置270和滑动装置290，第一剪切盒210与第二剪切盒230相对设置且均容置在试验箱100内。具体地，第一剪切盒210与第二剪切盒230均开设有开口，且第一剪切盒210和第二剪切盒230沿竖直方向呈上下开口相对并安装在试验箱100的中间位置。法向推进装置250的一端与试验箱100的顶部连接，另一端与第一剪切盒210连接，用于推动第一剪切盒210沿第一方向运动，剪切推进装置270的一端与试验箱100的侧壁连接，另一端与第二剪切盒230连接，用于推动第二剪切盒230沿第二方向运动，第一方向与第二方向相互垂直。在本实施例中，第一方向沿竖直方向，第二方向沿水平方向。滑动装置290设置在第二剪切盒230的底部，以使第二剪切盒230可相对试验箱100沿第二方向滑动。

滑动装置290包括滑轮槽291与滑轮组件293，滑轮槽291设置在试验箱100的底部且滑轮槽291的延伸方向与剪切推进装置270的推进方向一致，滑轮组件293安装在第二剪切盒230的底部并与滑轮槽291相配合，在剪切推进装置270推进第二剪切盒230时，第二剪切盒230可通过滑轮组件293沿滑轮槽291移动。

在本实施例中，法向推进装置250为一沿法向布置的千斤顶，剪切推进装置270为一沿剪切方向布置的千斤顶。在试验箱100内设有两个反力框架分别与两个千斤顶连接，为两个千斤顶的加载提供反力。

库水模拟系统300包括输水循环装置310和渗水组件330，渗水组件330连接于第一剪切盒210和第二剪切盒230的两端并分别与第一剪切盒210和第二剪切盒230连通，输水循环装置310与渗水组件330连接，用于向渗水组件330输送试验用水。

请结合参见图2至图3，渗水组件330包括第一进水侧板331、第一出水侧板333、第一进水分流管335、第一出水分流管337、第二进水侧板(图未示)、第二出水侧板(图未示)、第二进水分流管(图未示)以及第二出水分流管(图未示)，第一进水侧板331与第一出水侧板333分别固定连接于第一剪切盒210的两端且均与第一剪切盒210连通，第一进水分流管335的一端与输水循环装置310连接，另一端与第一进水侧板331连接，用于向第一进水侧板331提供试验用水，第一出水分流管337的一端与输水循环装置310连接，另一端与第一出水侧板333连接，用于排出第一出水侧板333内的试验用水。

第一进水侧板331和第一出水侧板333内均具有多个第一腔体338，每个第一腔体338靠近第一剪切盒210的一侧开设有多个第一通孔，每个第一腔体338与第一剪切盒210通过多个第一通孔连通，第一进水分流管335与第一出水分流管337均具有多个第一支管339，第一进水分流管335的多个第一支管339一一对应地伸入第一进水侧板331内的多个第一腔体338并与第一腔体338连通，第一出水分流管337的多个第一支管339一一对应地伸入多个第一出水侧板333内的多个第一腔体338并与第一腔体338连通。

在本实施例中，第二进水侧板、第二出水侧板、第二进水分流管以及第二出水分流管的形状、结构分别对应的与第一进水侧板331、第一出水侧板333、第一进水分流管335、第一出水分流管337相同，所不同的仅仅是安装位置有所差异。第二进水侧板与第二出水侧板分别固定连接于第二剪切盒230的两端且均与第二剪切盒230连通，第二进水分流管的一端与输水循环装置310连接，另一端与第二进水侧板连接，用于向第二进水侧板提供试验用水，第二出水分流管的一端与输水循环装置310连接，另一端与第二出水侧板连接，用于排出第二出水侧板内的试验用水。

第二进水侧板和第二出水侧板内均具有多个第二腔体，每个第二腔体靠近第二剪切盒230的一侧开设有多个第二通孔，每个第二腔体与第二剪切盒230通过多个第二通孔连通，第二进水分流管与第二出水分流管均具有多个第二支管，第二进水分流管的多个第二支管一一对应地伸入第二进水侧板内的多个第二腔体并与第二腔体连通，第二出水分流管的多个第二支管一一对应地伸入第二出水侧板内的多个第二腔体并与第二腔体连通。

在本实施例中，在安装与第一进水分流管335与第一进水侧板331时，应在第一进水侧板331的外侧预留30-50mm的冗余长度并设为弯曲弧形状，以抵消剪切试验过程中第一进水分流管335受拉变形。第一出水分流管337、第二进水分流管以及第二出水分流管与第一进水分流管335的结构相似，在此不作赘述。同时，第一支管339伸入第一腔体338的接口处用密封塞作固定密封处理。第二支管伸入第二腔体的接口处用密封塞作固定密封处理。

在本实施例中，第一进水分流管335、第一出水分流管337、第二进水分流管和第二出水分流管均为橡胶分流管，耐蚀的同时能够根据第一剪切盒210和第二剪切盒230的运动来适应性连接水管313与第一剪切盒210和第二剪切盒230，防止脱落。

参见图4，输水循环装置310包括可调速水泵311、水管313、第一阀门315以及第二阀门317，水管313、可调速水泵311以及渗水组件330形成一库水模拟管路。可调速水泵311通过水管313与渗水组件330连接，用于向水管313内的试验用水提供水压，水管313的一端分别连接于试验箱100的两侧并与渗水组件330连接，另一端用于连接外界水源，第一阀门315和第二阀门317设置在试验箱100两侧的水管313上，用于控制水管313并向试验箱100内输入试验用水。

在本实施例中，水管313分别与第一进水分流管335、第一出水分流管337、第二进水分流管以及第二出水分流管连通，用于输入和输出四者中的试验用水。特别地，在水管313与第一进水分流管335、第一出水分流管337、第二进水分流管以及第二出水分流管的连接处均设置有流量计，用于计量进水量与出水量。

在本实施例中，打开第一阀门315和第二阀门317后，可调速水泵311通过水管313从外界水源抽水作为试验用水，抽水后通过第一进水分流管335、第二进水分流管分别进入第一进水侧板331和第二进水侧板，渗流通过滑带土试样后由另一端的第一出水侧板333与第二出水侧板收集并分别流经第一出水分流管337和第二出水分流管，并汇合进入水管313直至最终汇入外界水源，形成一个完整的渗流循环，待渗透压力稳定后即可关闭第一阀门315和第二阀门317。

需要说明的是，在本实施例中，可通过交替改变设置在试验箱100两侧的第一阀门315和第二阀门317的开闭状态，改变可调速水泵311的送水方向，从而实现渗流方向的改变。

参见图5，测量动态控制系统400包括多个渗压计410、启动控制装置430与显示装置450，多个渗压计410分别贴设在第一剪切盒210和第二剪切盒230的内壁上，用于测量试验用水经过第一剪切盒210和第二剪切盒230时的渗流压力。具体地，多个渗压计410分别安装于第一剪切盒210和第二剪切盒230的剪切方向的内侧壁和底壁中间位置，安装在第一剪切盒210和第二剪切盒230内侧壁的渗压计410可获取第一剪切盒210和第二剪切盒230两端的渗透压力差，再求上第一剪切盒210和第二剪切盒230两端之间的渗透压力差的平均值，即可认为是作用在滑带土试样自身的渗透压力。启动控制装置430设置在试验箱100的外表面并分别与法向推进装置250、剪切推进装置270以及可调速水泵311电性连接，显示装置450设置在试验箱100的外表面并分别与启动控制装置430和多个渗压计410电性连接。

在本实施例中，启动控制装置430包括旋转控制按钮(图未示)、剪切启动开关(图未示)和控制器(图未示)，旋转控制按钮和剪切启动开关均连接控制器的输入端，可调速水泵311、法向推进装置250和剪切推进装置270均连接控制器的输出端，通过旋转控制按钮可实现可调速水泵311的扬程、法向推进装置250和剪切推进装置270的动态控制。旋转控制按钮和剪切启动开关均设置在试验箱100的顶部外侧面，方便实验者进行操作。

综上所述，本实施例提供了一种滑带土流变试验仪10，相较于现有技术，通过对第一剪切盒210和第二剪切盒230进行结构化改造，结合将渗流组件安装在第一剪切盒210和第二剪切盒230的两端的方式，使得第一剪切盒210和第二剪切盒230内的滑带土试样在特定的渗透压力下实现剪切流变特性试验，同时可保证第一剪切盒210和第二剪切盒230的封闭性，保证试验的精度和稳定性。同时本实施例提供的滑带土流变试验仪10机械结构简单、易于控制，利用渗透循环系统可以模拟实现库水浸泡作用和渗透作用，利用测量及动态控制系统可方便地实现渗透压力、剪切荷载等试验参数的动态控制，从而有助于研究库水浸泡作用和库水位波动变化对滑带土抗剪强度及流变性质的影响。进一步来说，本实施例提供的滑带土流变试验仪10还具有试验成本低、尺寸效应影响小、操作简单等特点，可用于开展滑带土以及其他岩土材料的大型渗流直剪试验。

第二实施例

参见图6，本实施例提供了一种滑带土流变试验方法，应用于如第一实施例中的滑带土流变试验仪10，并用于库水长期浸泡条件下的滑带土流变试验，该滑带土流变试验方法包括：

放样密封步骤601：将滑带土试样放置在第一剪切盒210与第二剪切盒230内并将第一剪切盒210和第二剪切盒230之间的剪切缝通过防渗膜进行缠绕密封。

本实施例中，用超弹性防渗土工膜将剪切缝进行缠绕密封，以防止在试验过程中的渗漏出来的水。

试样浸泡步骤S603：通过渗水组件330向第一剪切盒210和第二剪切盒230内注水，待试验用水完全渗入滑带土试样并从渗水组件330流出后，停止注水并保持滑带土试样试样饱水状态。

本实施例中，开启可调速水泵311，待第一剪切盒210和第二剪切盒230中的饱水后关闭可调速水泵311并保持一定时间，使得滑带土试样饱水固结。

加载与剪切步骤S605：控制法向推进装置250施加法向荷载，控制剪切推进装置270施加剪切荷载，获取不同法向荷载下滑带土试样剪切位移随时间的变化曲线。

具体地，调节可调速水泵311的扬压力，使得第一剪切盒210和第二剪切盒230两端的渗透压力差值达到预设值，调节剪切荷载的旋转控制按钮，同时开启剪切控制开关，使得剪切推进装置270施加剪切荷载。

在本实施例中，所需要距离的试验数据包括法向荷载、渗透压力、剪切荷载、剪切蠕变位移量等随时间的变化情况。在一段时间后施加下一级剪切荷载，记录试验数据，重复上述操作直至试样破坏。

在本实施例提供了一种滑带土流变试验方法，操作简单，测量精度高，且能够记录各项试验数据随时间的变化情况，对于研究水库滑坡滑体和滑带的长期流变特性具有很强的适用性。

第三实施例

参见图7，本实施例提供了一种滑带土流变试验方法，应用于如第一实施例中的滑带土流变试验仪10，并用于动态渗透压力下滑带土的流变试验，该滑带土流变试验方法包括：

渗透压力确定步骤S701：根据滑坡内地下水位变化获取水力梯度随时间的变化曲线，将水力梯度与时间轴按比例缩放，作为确定试验动态渗透压力和试验周期的依据。

放样密封步骤S703：将滑带土原状试样放置在第一剪切盒210与第二剪切盒230内并将第一剪切盒210和第二剪切盒230之间的剪切缝通过防渗膜进行缠绕密封。

本实施例中，用超弹性防渗土工膜将剪切缝进行缠绕密封，以防止在试验过程中的渗漏出来的水。

渗透压力控制步骤S705：通过渗水组件330向第一剪切盒210和第二剪切盒230内注水，依据步骤1中计算得到的试验周期和动态渗透压力，通过控制水管313流速来实现滑带土试样在试验周期内的渗透压力变化，控制渗水组件330的送水方向来实现渗透压力方向的改变。

加载与剪切步骤S707：控制法向推进装置250施加法向荷载，控制剪切推进装置270施加剪切荷载，根据动态渗透压力变化周期设定每个级别的加载周期，获取不同法向荷载下、不同周期内滑带土试样剪切位移随动态渗透压力变化的时序曲线。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种滑带土流变试验仪，其特征在于，包括试验箱、剪切系统、库水模拟系统以及测量动态控制系统，所述测量动态控制系统设置在所述试验箱内并与所述剪切系统连接，所述剪切系统包括第一剪切盒、第二剪切盒、法向推进装置和剪切推进装置，所述第一剪切盒与所述第二剪切盒相对设置且均容置在所述试验箱内，所述法向推进装置的一端与所述试验箱的顶部连接，另一端与所述第一剪切盒连接，用于推动第一剪切盒沿第一方向运动，所述剪切推进装置的一端与所述试验箱的侧壁连接，另一端与所述第二剪切盒连接，用于推动第二剪切盒沿第二方向运动，所述第一方向与所述第二方向相互垂直；

所述库水模拟系统包括输水循环装置和渗水组件，所述渗水组件连接于所述第一剪切盒和所述第二剪切盒的两端并分别与所述第一剪切盒和所述第二剪切盒连通，所述输水循环装置与所述渗水组件连接，用于向所述渗水组件输送试验用水。

2.根据权利要求1所述的滑带土流变试验仪，其特征在于，所述渗水组件包括第一进水侧板、第一出水侧板、第一进水分流管以及第一出水分流管，所述第一进水侧板与所述第一出水侧板分别固定连接于所述第一剪切盒的两端且均与所述第一剪切盒连通，所述第一进水分流管的一端与所述输水循环装置连接，另一端与所述第一进水侧板连接，用于向所述第一进水侧板提供所述试验用水，所述第一出水分流管的一端与所述输水循环装置连接，另一端与所述第一出水侧板连接，用于排出所述第一出水侧板内的所述试验用水。

3.根据权利要求2所述的滑带土流变试验仪，其特征在于，所述第一进水侧板和所述第一出水侧板内均具有多个第一腔体，每个所述第一腔体靠近所述第一剪切盒的一侧开设有多个第一通孔，每个所述第一腔体与所述第一剪切盒通过多个所述第一通孔连通，所述第一进水分流管与所述第一出水分流管均具有多个第一支管，所述第一进水分流管的多个所述第一支管一一对应地伸入所述第一进水侧板内的多个所述第一腔体并与所述第一腔体连通，所述第一出水分流管的多个所述第一支管一一对应地伸入多个所述第一出水侧板内的多个所述第一腔体并与所述第一腔体连通。

4.根据权利要求2所述的滑带土流变试验仪，其特征在于，所述渗水组件还包括第二进水侧板、第二出水侧板、第二进水分流管以及第二出水分流管，所述第二进水侧板与所述第二出水侧板分别固定连接于所述第二剪切盒的两端且均与所述第二剪切盒连通，所述第二进水分流管的一端与所述输水循环装置连接，另一端与所述第二进水侧板连接，用于向所述第二进水侧板提供所述试验用水，所述第二出水分流管的一端与所述输水循环装置连接，另一端与所述第二出水侧板连接，用于排出所述第二出水侧板内的所述试验用水。

5.根据权利要求4所述的滑带土流变试验仪，其特征在于，所述第二进水侧板和所述第二出水侧板内均具有多个第二腔体，每个所述第二腔体靠近所述第二剪切盒的一侧开设有多个第二通孔，每个所述第二腔体与所述第二剪切盒通过多个所述第二通孔连通，所述第二进水分流管与所述第二出水分流管均具有多个第二支管，所述第二进水分流管的多个所述第二支管一一对应地伸入所述第二进水侧板内的多个所述第二腔体并与所述第二腔体连通，所述第二出水分流管的多个所述第二支管一一对应地伸入所述第二出水侧板内的多个所述第二腔体并与所述第二腔体连通。

6.根据权利要求1-5任一项所述的滑带土流变试验仪，其特征在于，所述输水循环装置包括可调速水泵、水管、第一阀门和第二阀门，所述水管、所述可调速水泵以及所述渗水组件形成一库水模拟管路，所述可调速水泵通过水管与所述渗水组件连接，用于向所述水管内的所述试验用水提供水压，所述水管的一端分别连接于所述试验箱的两侧，另一端用于连接外界水源，所述第一阀门和所述第二阀门设置在所述试验箱两侧的所述水管上，用于控制所述水管并向所述试验箱内输入所述试验用水。

7.根据权利要求1所述的滑带土流变试验仪，其特征在于，所述测量动态控制系统包括多个渗压计、启动控制装置与显示装置，多个所述渗压计分别贴设在所述第一剪切盒和所述第二剪切盒的内壁上，用于测量所述试验用水经过所述第一剪切盒和所述第二剪切盒时的渗流压力；所述启动控制装置设置在所述试验箱的外表面并分别与所述法向推进装置和所述剪切推进装置电性连接，所述显示装置设置在所述试验箱的外表面并分别与所述法向推进装置和所述剪切推进装置电性连接。

8.根据权利要求1所述的滑带土流变试验仪，其特征在于，所述剪切系统还包括滑动装置，所述滑动装置包括滑轮槽与滑轮组件，所述滑轮槽设置在所述试验箱的底部且所述滑轮槽的延伸方向与所述剪切推进装置的推进方向一致，所述滑轮组件安装在所述第二剪切盒的底部并与所述滑轮槽相配合，以使所述第二剪切盒可通过所述滑轮组件沿所述滑轮槽移动。

9.一种滑带土流变试验方法，应用于权利要求1-8任一项所述的滑带土流变试验仪，用于库水浸泡条件下的滑带土流变试验，其特征在于，所述滑带土流变试验方法包括：

放样密封步骤：将滑带土试样放置在所述第一剪切盒与所述第二剪切盒内并将所述第一剪切盒和所述第二剪切盒之间的剪切缝通过防渗膜进行缠绕密封；

试样浸泡步骤：通过所述渗水组件向所述第一剪切盒和所述第二剪切盒内注水，待试验用水完全渗入所述滑带土试样并从所述渗水组件流出后，停止注水并保持试样饱水状态；

加载与剪切步骤：控制所述法向推进装置施加法向荷载，控制所述剪切推进装置施加剪切荷载，获取不同法向荷载下所述滑带土试样剪切位移随时间的变化曲线。

10.一种滑带土流变试验方法，应用于权利要求1-8任一项所述的滑带土流变试验仪，用于动态渗透压力下滑带土的流变试验，其特征在于，所述滑带土流变试验方法包括：

渗透压力确定步骤：根据滑坡内地下水位变化获取水力梯度随时间的变化曲线，将所述水力梯度与时间轴按比例缩放，作为确定试验动态渗透压力和试验周期的依据；

放样密封步骤：将滑带土原状试样放置在所述第一剪切盒与所述第二剪切盒内并将所述第一剪切盒和所述第二剪切盒之间的剪切缝通过防渗膜进行缠绕密封；

渗透压力控制步骤：通过所述渗水组件向所述第一剪切盒和所述第二剪切盒内注水，依据步骤1中计算得到的试验周期和动态渗透压力，通过控制所述试验用水的流速来实现滑带土试样在试验周期内的渗透压力变化，控制所述渗水组件的送水方向来实现渗透压力方向的改变；

加载与剪切步骤：控制所述法向推进装置施加法向荷载，控制所述剪切推进装置施加剪切荷载，根据动态渗透压力变化周期设定每个级别的加载周期，获取不同法向荷载下、不同周期内所述滑带土试样剪切位移随动态渗透压力变化的时序曲线。