CN212904186U - 一种检测倾斜滑面滑坡抗滑桩安全经济性能的试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种检测倾斜滑面滑坡抗滑桩安全经济性能的试验机，包括机架，机架上设置有用于填筑滑坡体的机箱，机箱的前后两端安装可拆卸式的挡板，左右两侧为固定式挡板；抗滑桩布置于滑坡体内；同时在机架上还设置有支架，支架通过连接套筒丝扣连接有加压杆，同时通过压力传感器测量加载的载荷，在抗滑桩上还设置有用于测量抗滑桩变形的数据传感器；本实用新型通过模拟抗滑桩在倾斜滑面滑坡内的工作状态取得抗滑桩的各种受力及性能参数，从而快速判断其结构的安全性及经济性，进而修正抗滑桩结构设计，使基于滑床为对称的半无限空间弹性体方法设计的抗滑桩更好的适用于倾斜滑面滑坡的防滑需求，消除抗滑桩的安全隐患，提高滑坡治理工程的经济性。

Description

一种检测倾斜滑面滑坡抗滑桩安全经济性能的试验机

技术领域

本实用新型涉及地质灾害防治试验设备技术领域，具体涉及一种检测倾斜滑面滑坡抗滑桩安全经济性能的试验机。

背景技术

在滑坡防治技术的探究实践中，对于滑坡支挡结构，一般先通过室内模拟试验，分析研究支挡结构的受力状态，进而提出其设计方法。目前，滑坡支挡结构设计通常假设滑动面为水平状态，即支挡结构锚固段岩土体为对称的半无限空间弹性体；滑坡的治理原则是支挡结构设置在滑坡剩余下滑力相对较小、滑面倾角较小或接近水平的部位，这样支挡结构受力条件较好。但是在西南山区，这类条件往往很难满足，滑坡支挡结构部位滑面倾角往往较大（25~40°），导致支挡结构锚固段岩土体为不对称的半无限空间弹性体，支挡结构锚固段前部滑床岩土体在剖面上呈三角形，对其提供的抗力有限、制约变位的能力较弱。

因此，基于滑床锚固段岩土体为对称的半无限空间弹性体方法设计的抗滑桩应用于倾斜滑面滑坡治理工程中，其安全性和经济性还需要进一步验证。

实用新型内容

针对现有方法设计的抗滑桩应用于倾斜滑面滑坡治理工程中可能存在不安全或不经济的问题，本实用新型公开了相应的试验机，采用本实用新型所述的试验机能够模拟抗滑桩在倾斜滑面滑坡中的工作状态，从而得到抗滑桩详细的受力参数，进而判断抗滑桩支护结构是否满足该倾斜滑面滑坡安全性及经济性的支护要求。

本实用新型通过以下技术方案实现上述目的：

一种检测倾斜滑面滑坡抗滑桩安全经济性能的试验机，包括机架，机架上设置有用于填筑滑坡体的箱体，滑坡体上设置有实验用抗滑桩；所述箱体位于滑坡方向的前后两侧分别通过拆卸式结构安装有前挡板和后挡板，其左右两侧固定设置有左挡板和右挡板；所述机架上设置有对滑坡体施加载荷以引起滑动的加载装置和用于测量该载荷的压力传感器；所述抗滑桩上还设置有用于测量各种实验参数的数据传感器。

优选的，加载装置包括支架和加压杆，所述支架固定设置于机架上，支架上通过连接套筒丝扣连接有加压杆；所述加压杆的一端设置有调节盘，另一端通过推力球轴承与加压连接座相连。

优选的，加载装置还包括设置于滑坡体端面与加压杆之间的加压垫板。

优选的，数据传感器包括应变片和土压力盒，所述应变片和土压力盒交替固定设置于抗滑桩的背面；所述应变片和土压力盒的信号输出端与静态应变测试仪相连。

优选的、数据传感器还包括设置于抗滑桩顶部的位移计。

优选的，前挡板和后挡板均包括相互拼接的固定板和活动板，所述固定板均固定安装于机架上，活动板通过拆卸式结构安装于机架上。

优选的，机架中部设置有为左挡板和右挡板提供支撑的支撑桩。

优选的，左挡板和右挡板采用有机玻璃板或钢化玻璃板制作。

优选的，箱体底部设置有多个万向轮。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型包括机架，机架上设置有用于填筑滑坡体的机箱，同时机箱的前后两端安装可拆卸式的挡板，左右两侧为固定式挡板；所述抗滑桩布置于滑坡体内；同时在机架上还设置有支架，支架通过连接套筒丝扣连接有加压杆，同时通过压力传感器测量施加的载荷，在抗滑桩上还设置有用于测量抗滑桩变形的数据传感器；本实用新型使用时，根据模拟滑坡的原型设计相应的几何尺寸，同时采集模拟原型不同地层的岩土样本作为实验模型的制作材料；且滑坡体按照相同的倾斜角度填筑在箱体内；同时制作与实际抗滑桩结构相同的模型并安装于滑坡体内，通过加载装置对滑坡体施加横向载荷，载荷值通过压力传感器检测；同时实时监测抗滑桩的应变片和土压力盒的微应变值，进而通过相应的计算公式和土压力盒的标定曲线建立与横向载荷对应的抗滑桩应力值和压力值，分别绘制载荷与抗滑桩的压力和压力曲线，从而通过上述曲线分析抗滑桩在该倾斜滑面发生滑坡时的受力情况，验证抗滑桩的各项性能，从而快速判断其结构的安全性及经济性，进而修正抗滑桩结构设计，以提高利用现有方法设计的抗滑桩在倾斜滑面滑坡治理工程中的适用性。

同时本实用新型所使用的滑坡体和抗滑桩能够根据实验原型的不同而随意更换，大大提高了实验装置的普适性，其使用范围更广，同时本实用新型所述实验装置结构简单，且实验过程中使用的传感器也是常规实验器材，能够大大降低实验费用；

2、本实用新型的加载装置包括支架和加压杆，加压杆通过连接套筒丝扣连接于支架上，从而通过转动加压杆顶撑滑坡体的方式施加横向载荷，其结构简单、可靠，且能够快速的一次性调节到位，调节精度高；同时加压杆还通过推力球轴承转动连接有加压连接座，通过加压连接座增大加压杆与滑坡体之间的接触面积，避免横向载荷过于集中于滑坡体的一侧，保证滑坡体的受力状态更加接近于实际情况，提高实验的准确性。

3、本实用新型的加载装置还包括加压垫板，通过加压垫板使横向载荷分散到整个滑坡体的横截面，避免横向载荷过度集中于滑坡体的一点，保证滑坡体的受力状态更加接近于实际情况，提高实验的准确性。

4、本实用新型前挡板和后挡板均包括相互拼接的固定挡板和活动挡板，其中活动挡板位于上部，固定挡板位于下部；活动挡板在填筑滑坡体时固定安装于机架上，而开始实验时则拆除，从而将滑坡发生的通道留出，保证滑坡的进行；由于滑坡主要是滑面以上的滑体产生滑动，而位于滑面以下的滑床不发生滑动，因此通过固定板能够将滑面以下的滑床固定，避免在滑坡过程中滑床发生滑动，实验模拟更加接近真实情况，提高实验的准确性。

5、本实用新型在机架上设置有支撑桩，为了尽可能提高模拟的精确性，本模拟装置的缩放比例一般控制在1:10-20，因此左挡板和右挡板的长度较大，在实验过程中，左挡板和右挡板将会发生较大的变形，因此通过加装支撑桩的方式能够在其中部提供支撑，避免其发生过度形变甚至断裂，进而影响实验的准确性；同时确保实验过程的安全。

6、本实用新型的左挡板和右挡板采用有机玻璃板、钢化玻璃板或其他透明板材制作，一方面上述材料的结构强度够大，能够有效提高实验过程的安全性；另一方面透明的材料方便实验人员观察滑坡的情况，进一步方便实验人员了解滑坡的过程，为修正抗滑桩结构设计提供更多参考资料。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为实用新型俯视图；

图3为本实用新型工作状态结构示意图；

图4为本实用新型数据传感器安装示意图；

图5为本实用新型A部放大结构示意图；

图6为本实用新型实施方式2结构示意图；

附图标记：1、机架，2、滑坡体，3、箱体，4、抗滑桩，5、前挡板，6、后挡板，7、左挡板，8、右挡板，9、加载装置，10、压力传感器，11、数据传感器，12、固定板，13、活动板，14、支撑桩，15、万向轮，21、滑体，22、滑带，23、滑床，91、支架，92、加压杆，93、连接套筒，94、调节盘，95、推力球轴承，96、加压连接座，97、加压垫板，98、承重板，111、应变片，112、土压力盒，113、静态应变测试仪，114、位移计。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施方式。

实施方式1

本实施方式作为本实用新型的基本实施方式，其公开了一种检测倾斜滑面滑坡抗滑桩安全经济性能的试验机，具体结构如图1到图5所示，包括机架1，机架1底面的四角分别设置有一个万向轮15，方便实验装置的转运；机架1上设置有前挡板5、后挡板6、左挡板7、右挡板8和底板，并通过上述板材构成仅有顶端开口的箱体3，上述板材采用诸如有机玻璃板或钢化玻璃板制作；所述左挡板7和右挡板8通过紧固螺钉或粘接的方式固定于机架1上；前挡板5和后挡板6采用一体式结构，通过卡扣或插槽的方式可拆卸的安装于机架1上；在将滑坡体逐层填筑到箱体3内时，前挡板5和后挡板6固定于机架1上，在需要进行实验时，则将前挡板5和后挡板6拆除，滑坡体的滑动发生在前挡板5和后挡板6的连线方向上；

所述箱体3用于填筑实验用滑坡体2，滑坡体2按照由下到上的顺序包括依次填筑滑床23、滑带22和滑体21，所述滑坡体2内设置有实验用抗滑桩4，抗滑桩的底部插入到滑床23内；所述抗滑桩4上设置有数据传感器11，数据传感器11包括应变片111和土压力盒112，其中应变片111均匀粘贴于抗滑桩4的背面，土压力盒112被均分为两组，其中一组土压力盒112与应变片111均被固定设置于抗滑桩4的背面，且应变片111和土压力盒112交替设置；另一组土压力盒112固定安装于抗滑桩4的正面，其与位于抗滑桩4背面的土压力盒112位于同一水平高度，应变片111和土压力盒112的连接导线从箱体3的顶部引出，并与用于读数的静态应变测试仪113相连；

所述箱体3的后端还固定设置有加载装置9，加载装置9包括支架91和加压杆92，所述支架91固定设置于机架1上，同时支架91的上部焊接有承重板98，所述承重板98中部焊接有连接套筒93，连接套筒93内丝扣连接有加压杆92，加压杆92背向箱3体的一端设置有用于转动加压杆92的调节盘94，其另一端端部通过推力球轴承95转动连接有加压连接座96；同时在试验时需将后挡板6拆除，并在原安装后挡板6的位置放置加压垫板97，加压垫板97不与箱体3接触，加压连接座96的端面抵靠于加压垫板97，从而完成加压垫板97的固定和横向载荷的传导；同时在加压垫板97与加压连接座96上还设置有用于检测横向载荷大小的压力传感器10。

实施方式2

本实施方式作为本实用新型的较佳实施方式，其公开了一种检测倾斜滑面滑坡抗滑桩安全经济性能的试验机，具体结构如图6所示，包括机架1，所述机架1上设置有前挡板5、后挡板6、左挡板7、右挡板8和底板，并通过上述挡板围成顶部开口的封闭式箱体3，其中左挡板7和右挡板8固定安装于机架1上，而前挡板5和后挡板6为分体式结构，均包括相互拼接的固定板12和活动板13，其中固定板12位于下侧，而活动板13则位于上侧，固定板12通过粘接或紧固螺钉等方式固定于机架1上，活动板13则通过插槽或卡扣等可拆卸结构安装于机架1上，活动板13在向箱体3内填筑滑坡体2时安装于机架1上，开始试验时则将两活动板13拆除；滑坡体2的滑动发生在前挡板5和后挡板6的连线方向上；同时在箱体3的左右两侧还设置有为左挡板7和右挡板提供支撑的支撑桩14。

所述箱体3内设置有用于试验的滑坡体2，在滑坡体2填筑过程中将试验用抗滑桩4埋设于滑坡体2内，同时在抗滑桩4上设置有应变片111和土压力盒112，同时在抗滑桩4的正面顶部还设置有用于检测抗滑桩4位移量的位移计114，其数据传送导线则从箱体顶部引出并连接相关读数设备；模型制作完成后一般静置14-28天，以提高其强度。

本实用新型所述试验机的使用方法为：

S1、在密闭的箱体内分层填筑构成滑坡体的滑床23、滑带22和滑体21，同时在填筑过程中埋设有按照相关技术规范（抗滑桩治理工程设计规范（试行）（T/CAGHP 003-2018）4.9.6规定）设计的抗滑桩，同时将相应的应变片和土压力盒安装于抗滑桩上，其数据传送导线则从箱体顶部引出并连接相关读数设备；模型制作完成后一般静置14-28天，以提高其强度；

S2、将前挡板和后挡板拆除，然后通过在原安装后挡板的位置加装加压垫板，并转动加压杆将加压连接座与加压垫板抵靠；

S3、转动加压杆加压至规定数值，并通过加压垫板将横向载荷均匀的导向整个滑坡体的横截面；同时记录相应的应变片、土压力盒还有位移计的测量数值；重复上述步骤，取得多个不同横向载荷下的测量数值；在位移计数值持续增加，横向载荷不再增大时停止实验；

与现有技术相比，本实用新型能够模拟基于对称半无限空间弹性体方法设计的抗滑桩在倾斜滑面滑坡中的工作状态，并取得抗滑桩的受力及变形参数值，通过对上述数据的分析，工作人员能够快速判断抗滑桩结构的安全性及经济性，进而修正抗滑桩结构设计，以提高利用现有方法设计的抗滑桩在倾斜滑面滑坡治理工程中的适用性，从而使抗滑桩能够与特定的倾斜滑面滑坡适配，保证其工作效果；

同时本实用新型所述的试验机内的滑坡体能够根据实验对象的不同而随意更换，不存在任何的限制，因此本实验装置具有良好的普适性，同时实验装置结构简单，操作方便。

Claims (9)

1.一种检测倾斜滑面滑坡抗滑桩安全经济性能的试验机，包括机架（1），其特征在于：所述机架（1）上设置有用于填筑滑坡体（2）的箱体（3），滑坡体（2）上设置有实验用抗滑桩（4）；所述箱体（3）位于滑坡方向的前后两侧分别通过拆卸式结构安装有前挡板（5）和后挡板（6），其左右两侧固定设置有左挡板（7）和右挡板（8）；所述机架（1）上设置有对滑坡体（2）施加载荷以引起滑动的加载装置（9）和用于测量该载荷的压力传感器（10）；所述抗滑桩（4）上还设置有用于测量实验参数的数据传感器（11）。

2.根据权利要求1所述的一种检测倾斜滑面滑坡抗滑桩安全经济性能的试验机，其特征在于：所述加载装置（9）包括支架（91）和加压杆（92），所述支架（91）固定设置于机架（1）上，支架（91）上通过连接套筒（93）丝扣连接有加压杆（92）；所述加压杆（92）的一端设置有调节盘（94），另一端通过推力球轴承（95）与加压连接座（96）相连。

3.根据权利要求2所述的一种检测倾斜滑面滑坡抗滑桩安全经济性能的试验机，其特征在于：所述加载装置（9）还包括设置于滑坡体（2）端面与加压连接座（96）之间的加压垫板（97）。

4.根据权利要求1所述的一种检测倾斜滑面滑坡抗滑桩安全经济性能的试验机，其特征在于：所述数据传感器（11）包括应变片（111）和土压力盒（112），所述应变片（111）和土压力盒（112）交替固定设置于抗滑桩（4）的背面；所述应变片（111）和土压力盒（112）的信号输出端与静态应变测试仪（113）相连。

5.根据权利要求1所述的一种检测倾斜滑面滑坡抗滑桩安全经济性能的试验机，其特征在于：所述数据传感器（11）还包括设置于抗滑桩（4）顶部的位移计（114）。

6.根据权利要求1所述的一种检测倾斜滑面滑坡抗滑桩安全经济性能的试验机，其特征在于：所述前挡板（5）和后挡板（6）均包括相互拼接的固定板（12）和活动板（13），所述固定板（12）均固定安装于机架（1）上，活动板（13）通过拆卸式结构安装于机架（1）上。

7.根据权利要求1所述的一种检测倾斜滑面滑坡抗滑桩安全经济性能的试验机，其特征在于：所述机架（1）中部设置有为左挡板（7）和右挡板（8）提供支撑的支撑桩（14）。

8.根据权利要求1所述的一种检测倾斜滑面滑坡抗滑桩安全经济性能的试验机，其特征在于：所述左挡板（7）和右挡板（8）采用有机玻璃板或钢化玻璃板制作。

9.根据权利要求1所述的一种检测倾斜滑面滑坡抗滑桩安全经济性能的试验机，其特征在于：所述箱体（3）底部设置有多个万向轮（15）。

Images