[实用新型]一种用于测试滑坡滑面应力状态的试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于测试滑坡滑面应力状态的试验装置。

背景技术

滑坡是一种常见的地质灾害，对人民生命财产常常带来巨大损失，对公路、铁路、矿山、水电等工业也常造成巨大危害。据统计，我国平均每年发生滑坡和泥石流地质灾害2万余起、伤亡1千余人、受灾人口90多万，直接经济损失20～60亿元。因此，滑坡研究，是工程界和科学界的热门研究方向，一直持续至今。

对于滑坡研究，最重要的是确定出滑坡的稳定性。滑坡稳定性一般采用摩尔-库伦强度准则进行计算，滑坡稳定性计算公式中包括滑面上的剪应力和正应力两个参数。现在多采用刚体极限平衡法或数值方法进行计算，其计算理论是在一定假设基础上的，尚没有有效的试验手段对滑面剪应力和正应力进行测试。

自然界的滑坡众多，其滑面形态也各种各样，具有不同的长度、坡度组合。现有试验方法中，一般都是模拟整个滑坡体，包括滑床、滑面和滑体，每一个滑面形态都要重新填筑一次坡体，既费工又费时，而且造价较高。

对于滑坡稳定性而言，水是至关重要的影响因素，因此有“无水不滑坡”的说法。水的影响包括地下水和地表降水两种，都是通过在坡体中渗透，使滑带岩土含水量增大，进而导致滑带土抗剪强度参数降低，出现滑坡失稳下滑。现有滑坡模型试验中，通过在坡体外侧设置一定的水位高度，使地下水在坡体中渗透，模拟库水等地下水入渗坡体的过程。而对于降雨的模拟，则是在坡外使用降雨喷头或喷雾器，经过较长的时间，使雨水渗入坡体中，进而软化滑带，使滑坡失稳下滑。由于相似比的限制，模型材料一般颗粒较细，土体空隙比较小，因此，外边界的水不容易渗入坡体中。尤其是降雨模拟，不仅需要较长的时间来模拟降雨，而且，雨水也难以均匀的渗透到坡体中，难以实现对滑带土含水量的定量控制和定向控制。因此，降雨试验中出现的破坏模式，多是浅层破坏，不能模拟实际的滑坡失稳过程。

由于滑带土的含水量不能定量控制，因此也无法实现对滑带土抗剪强度的定量降低，更谈不上定向(位置上)降低抗剪强度参数。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种用于测试滑坡滑面应力状态的试验装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于测试滑坡滑面应力状态的试验装置，包括底滑面模拟单元，设置于底滑面模拟单元下方并与底滑面模拟单元相连的测试单元，设置于测试单元下方并与测试单元相连的旋转单元，以及设置于旋转单元下方并与旋转单元相连的升降单元。

进一步地，还包括与底滑面模拟单元相连，用于向底滑面模拟单元注水的入渗单元。

再进一步地，还包括设置于升降单元下方并与升降单元相连的平动单元。

更进一步地，所述底滑面模拟单元为盒状，且在顶面设有若干个通孔，在底面设有入渗口，在内部设有填充物。

另外，所述测试单元包括上支座、下支座和压力传感器；所述上支座为“T”形或凸形结构，且顶部与底滑面模拟单元相连；所述下支座上设有凹形部；所述上支座与下支座之间设有平行滑面放置的压力传感器，且在上支座的凸起和下支座的凹陷之间垂直滑面设置有压力传感器。

此外，所述旋转单元包括顶板和底板；所述顶板的顶端与测试单元相连，且底端通过销轴与底板活动连接。

进一步地，所述升降单元包括为蜗轮丝杆升降机。

再进一步地，所述入渗单元包括与底滑面模拟单元相连的进水管，设置于进水管上的流量计。

更进一步地，所述平动单元包括滑轨，设置于滑轨上且能够相对滑轨滑动的滑块；所述滑块与升降单元相连。

另外，所述底滑面模拟单元为若干个，且若干个底滑面模拟单元依次设置，且排列成“一”字；每个底滑面模拟单元下方均设有测试单元、旋转单元、升降单元。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本实用新型能够调节底滑面模拟单元的高度和角度，实现对任意滑动面形状的模拟，通过压力传感器实现对滑面正应力和滑面剪应力的测试，从而实现对滑坡滑动机理和稳定性的试验研究。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中底滑面模拟单元的结构示意图。

图3为本实用新型中测试单元的结构示意图。

图4为图3的正视图。

图5为图3的后视图。

图6为本实用新型中上支座的结构示意图。

图7为本实用新型中下支座上安装压力传感器后的结构示意图。

图8为图7的后视图。