CN113108752A - 一种含软弱夹层边坡模型及成型变形监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含软弱夹层边坡模型及成型变形监测方法。含软弱夹层边坡模型成型包括：圆柱形铁块、导轨、上部模型土体、导气管、空气压缩机、橡皮套、橡皮膜、软弱夹层、变形传感器、针筒、注浆管、滤纸、土钉、侧板、下部模型土体和底板。橡皮套是透明且中空的，置于上部模型土体和下部模型土体之间的夹层，通过空气压缩机注入高压气体，并且用于观察土体表面是否平整。针筒带有刻度，通过中间带有开口的橡皮膜向夹层实现定量注浆，用于模拟不同强度的土体夹层。本发明可用来进行定量注浆加固软弱夹层条件下边坡变形监测研究，具有结构简单，测试效率高的优点。

Description

一种含软弱夹层边坡模型及成型变形监测方法
技术领域
本发明属于土工试验技术领域，特别涉及一种含软弱夹层边坡模型及成型变形监测方法。
背景技术
模型试验研究是探讨一定荷载及不同夹层强度特性条件下边坡变形研究的手段之一，模型的制作是模型试验能否取得成功的关键一环，夹层土体较松散，通过定量注浆实现不同的边坡软弱夹层强度特性，研究其对变形的影响规律，具有重要的科研意义和理论意义。
含软弱夹层边坡模型成型是一种用于进行软弱夹层强度特性对边坡变形研究的装置，模型制作是模型试验的重要组成部分。但是，目前的软弱夹层研究主要依靠现场边坡试验，费用较大，不易实现，影响了边坡相关研究。因此，为了解决测试研究面临的问题，本发明给出了一种含软弱夹层边坡模型成型及变形监测方法。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种含软弱夹层边坡模型及成型变形监测方法及模型装置操作方法，用来进行定量注浆加固软弱夹层条件下边坡变形监测研究，具有结构简单，测试效率高的优点。
技术方案如下：
一种含软弱夹层边坡模型，包括：竖板、圆柱形铁块、导轨、上部模型土体、导气管、空气压缩机、橡皮套、橡皮膜、软弱夹层、变形传感器、数据线、阀门、针筒、注浆管、滤纸、土钉、侧板、下部模型土体和底板，其中：
所述橡皮套是透明且中空的，置于上部模型土体和下部模型土体之间的夹层，通过空气压缩机注入高压气体，并且用于观察土体表面是否平整；
所述针筒带有刻度，通过中间带有开口的橡皮膜向夹层实现定量注浆，用于模拟不同强度的土体夹层；
所述滤纸位于夹层底部，滤纸隔离浆液以防止浆液进入下部模型土体，通过土钉实现夹层土体与下部模型土体的固定。
进一步，所述变形传感器设置于夹层土体内，用于监测水平位移及竖向位移。
进一步，所述导轨位于模型顶部，使得带卡槽的圆柱形铁块可沿导轨运动，模拟汽车荷载。
进一步，所述数据线穿过橡皮膜的圆孔与电脑连接。
上述含软弱夹层边坡模型的成型及变形监测方法，其步骤如下：
固定竖板、底板、侧板，成型下部模型土体，然后在下部模型顶部铺设滤纸，并用土钉均匀固定于下部模型土体，卸掉竖杆及侧板，在夹层土体相应的位置粘贴橡皮膜，填筑夹层土体，并在中间放置变形传感器，配套的数据线穿过橡皮膜的圆孔与电脑连接，完成填筑后，在夹层土体顶部粘贴橡皮套，通过空气压缩机注入高压气体，其下部与夹层土体顶部密切接触，观察夹层顶部是否平整，进而方便实现土体的整平，注浆管一边连接橡皮膜圆孔，一边连接针筒，实现夹层土体的定量注浆，形成软弱夹层，然后去掉顶部橡皮套，填筑模型上部土体，并在上部土体顶部粘贴导轨，使得圆柱形铁块沿导轨运动，开展一定动荷载下含软弱夹层边坡模型变形监测。
本发明的有益技术效果：
1)针筒带有刻度，通过中间带有开口的左右橡皮膜向夹层土体实现定量注浆，可模拟不同强度的土体夹层；
2)导轨位于模型顶部，使得带卡槽的圆柱形铁块可沿导轨运动，模拟汽车荷载。
附图说明
图1是含软弱夹层边坡模型的结构示意图。
附图标记说明：
1-竖板，2-圆柱形铁块，3-导轨，4-上部模型土体，5-导气管，6-空气压缩机，7-橡皮套，8-橡皮膜，9-软弱夹层，10-变形传感器，11-数据线，12-阀门，13-针筒，14-注浆管，15-滤纸，16-土钉，17-侧板，18-下部模型土体，19-底板。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明提供的一种含软弱夹层边坡模型及成型变形监测方法进行详细描述。以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。
实施例1
参见图1，一种含软弱夹层边坡模型，包括：竖板1、圆柱形铁块2、导轨3、上部模型土体4、导气管5、空气压缩机6、橡皮套7、橡皮膜8、软弱夹层9、变形传感器10、数据线11、阀门12、针筒13、注浆管14、滤纸15、土钉16、侧板17、下部模型土体18、底板19。
橡皮套7(透明、中空)置于夹层土体顶部，通过空气压缩机6注入高压气体，其下部与夹层土体顶部密切接触，可观察夹层顶部是否平整，进而方便实现土体的整平。
针筒13带有刻度，通过左右橡皮膜8(中间带有开口)，向夹层土体实现定量注浆，模拟不同强度的土体夹层。
滤纸15位于夹层土体底部，通过土钉16实现夹层土体与下部模型土体18的固定，且滤纸15可隔离浆液，防止浆液进入下部模型土体18。
变形传感器10用于监测水平位移及竖向位移。
导轨3位于模型顶部，使得带卡槽的圆柱形铁块2可沿导轨3运动，模拟汽车汽车荷载。
数据线11穿过橡皮膜8的圆孔与电脑连接。
一种上述含软弱夹层边坡模型成型的操作方法，试验时，固定竖板1、底板19、侧板17，成型下部模型土体18，然后在下部模型顶部铺设滤纸15，并用土钉16均匀固定于下部模型土体18，卸掉竖杆及侧板17，在夹层土体相应的位置粘贴橡皮膜8，填筑夹层土体，并在中间位置放置变形传感器10，传感器配套的数据线11穿过橡皮膜8的圆孔与电脑连接，完成填筑后，在夹层土体顶部粘贴橡皮套7，通过空气压缩机6注入高压气体，其下部与夹层土体顶部密切接触，观察夹层顶部是否平整，进而方便实现土体的整平，注浆管14一边连接橡皮膜8圆孔，一边连接针筒13，实现夹层土体的定量注浆，形成软弱夹层9，然后去掉顶部橡皮套7，填筑模型上部土体，并在上部土体顶部粘贴导轨3，使得圆柱形铁块2沿导轨3运动，开展一定动荷载下含软弱夹层边坡模型变形监测。
上面结合实施例对本发明的实例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出的各种变化，也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种含软弱夹层边坡模型，其特征在于，包括：竖板、圆柱形铁块、导轨、上部模型土体、导气管、空气压缩机、橡皮套、橡皮膜、软弱夹层、变形传感器、数据线、阀门、针筒、注浆管、滤纸、土钉、侧板、下部模型土体和底板，其中：
所述橡皮套是透明且中空的，置于上部模型土体和下部模型土体之间的夹层，通过空气压缩机注入高压气体，并且用于观察土体表面是否平整；
所述针筒带有刻度，通过中间带有开口的橡皮膜向夹层实现定量注浆，用于模拟不同强度的土体夹层；
所述滤纸位于夹层底部，滤纸隔离浆液以防止浆液进入下部模型土体，通过土钉实现夹层土体与下部模型土体的固定。
2.根据权利要求1所述的含软弱夹层边坡模型，其特征在于，所述变形传感器设置于夹层土体内，用于监测水平位移及竖向位移。
3.根据权利要求1所述的含软弱夹层边坡模型，其特征在于，所述导轨位于模型顶部，使得带卡槽的圆柱形铁块可沿导轨运动，模拟汽车荷载。
4.根据权利要求1所述的含软弱夹层边坡模型，其特征在于，所述数据线穿过橡皮膜的圆孔与电脑连接。
5.用于权利要去1至4中任意一条所述的含软弱夹层边坡模型的成型及变形监测方法，其特征在于：
固定竖板、底板、侧板，成型下部模型土体，然后在下部模型顶部铺设滤纸，并用土钉均匀固定于下部模型土体，卸掉竖杆及侧板，在夹层土体相应的位置粘贴橡皮膜，填筑夹层土体，并在中间放置变形传感器，配套的数据线穿过橡皮膜的圆孔与电脑连接，完成填筑后，在夹层土体顶部粘贴橡皮套，通过空气压缩机注入高压气体，其下部与夹层土体顶部密切接触，观察夹层顶部是否平整，进而方便实现土体的整平，注浆管一边连接橡皮膜圆孔，一边连接针筒，实现夹层土体的定量注浆，形成软弱夹层，然后去掉顶部橡皮套，填筑模型上部土体，并在上部土体顶部粘贴导轨，使得圆柱形铁块沿导轨运动，开展一定动荷载下含软弱夹层边坡模型变形监测。
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