[发明专利]一种抗滑桩加固边坡可视化模型试验装置和试验方法

说明书

本发明涉及一种抗滑桩加固边坡可视化模型试验装置和试验方法，属于岩土工程和地质工程技术领域。该装置主要由模型箱、边坡成型装置、加载装置、透明土、抗滑桩、激光发射器和数码相机构成，所述模型箱为四周由有机玻璃组成的透明箱体，箱内设有透明土边坡和抗滑桩，所述加载装置固定于加载机上，对边坡坡顶施加荷载，所述激光发射器分别设置在模型箱左右两侧，所述数码相机分别设置于模型箱的俯视面和正视面，用于拍摄箱顶和箱侧的清晰图像。与现有试验装置和试验方法相比，本发明能直观地观测抗滑桩桩体变形、桩侧土体位移以及桩间土拱的形成和破坏过程，其量测精准、可重复性强，可广泛用于边坡抗滑桩变形破坏内部机理的研究。

技术领域

本发明属于岩土工程和地质工程技术领域，涉及一种模型试验装置和试验方法，具体涉及一种抗滑桩加固边坡可视化模型试验装置和试验方法。

背景技术

我国西部山区的滑坡灾害频发，严重威胁了当地人们的生命和财产安全，因此滑坡的预防和治理尤为重要。滑坡灾害的治理措施种类繁多，目前大多采用锚索、锚杆以及抗滑桩等措施，但是对于地质条件复杂且滑面较深的大型滑坡，抗滑桩由于其对边坡的扰动较小且抗弯性能优良，能提供较大的抗力，因此被广泛用于滑坡的预防和治理中，而且在滑坡滑面较深、滑体较厚的情况下，抗滑桩可埋入土体一定深度，这样既能较好的发挥抗滑桩的抗滑性能，又能节省材料费用。国内技术人员对抗滑桩的治理设计主要依据国家规范，由于每个滑坡的复杂性和特殊性，仅依据规范必然会造成抗滑桩的不合理设计，而且浪费了大量的人力、物力和财力。因此研究抗滑桩在边坡中的受力与变形情况对抗滑桩的设计尤为重要。

目前，国内外学者对抗滑桩的研究主要集中于抗滑桩的内力计算及其优化，抗滑桩受力后的变形与破坏模式，以及桩间土拱的形成与破坏的过程。大部分学者主要通过数值模拟的方法来研究边坡抗滑桩，一方面是研究其受力、变形情况以及滑裂面的分布情况，另一方面是研究抗滑桩桩间土拱的形成与破坏过程。由于实际滑坡治理工程中地质条件的复杂性与特殊性，数值模拟仅能研究抗滑桩在理想情况下的受力与破坏模式，不能反映实际情况下的变形与破坏过程，因此需要借助室内试验或现场测试来研究抗滑桩的受力与变形情况以及土拱的形成与破坏过程。部分学者通过1g缩尺模型试验或ng离心模型试验研究了抗滑桩的受力、变形以及破坏的模式，但是试验中所使用的边坡填土为自然界中的砂土或粘性土，这些土体不透明，只能观测土体表面的变形和破坏状况，因此试验中必须通过埋设多种传感器来测量土体内部的位移以及桩体的变形情况，而且在试验过程中只能观察边坡表面土体的位移情况，不能观测每一时刻土体内部的变形与位移情况。

综上所述，目前在抗滑桩的模拟试验研究中还存在诸多的局限与不足，为此，本发明提供了一种抗滑桩加固边坡可视化模型试验装置和试验方法，更加方便、直观地在实验室内研究抗滑桩的变形及其破坏过程，桩周土体的位移以及桩间土拱的形成和破坏过程，而且在试验过程中不需要预埋传感器便可直观、便捷地量测桩体以及土体的位移，因此节省了部分试验费用，并简化了试验过程，更加节约时间。

发明内容

本发明的目的，就是为解决现有的关于抗滑桩物理模拟试验中存在的不可视化缺陷，提供一种抗滑桩加固边坡可视化模型试验装置和试验方法。

为实现上述技术目的，本发明可以通过以下技术方案来实现：