[发明专利]一种模拟桥梁墩台基础受力特性的试验装置及试验方法

说明书

本发明涉及岩土工程滑坡模型试验设计监测技术领域，特别是一种模拟桥梁墩台基础受力特性的试验装置及试验方法，该试验装置包括滑坡缩尺模型，内设置有桥梁墩台基础和抗滑结构，所述抗滑结构设置在桥梁墩台基础与滑坡前缘之间；力加载系统，与所述抗滑结构连接，用于对抗滑结构逐级加载朝向滑坡前缘一侧的拉力；若干测试元件，用于监测滑坡前缘受力至失稳过程中各检测点的测试数据，真实模拟牵引式滑坡从受力至前缘失稳过程中的连续变化，有利于研究牵引式滑坡上滑坡前缘失稳时桥梁墩台基础的受力和变形特性，试验装置结构简单易得，试验方法的过程条件可控、可操作性较强，能够较容易的获得滑坡前缘土体变形与桥梁墩台基础变形的关系。

技术领域

本发明涉及岩土工程滑坡模型试验设计监测技术领域，特别是一种模拟桥梁墩台基础受力特性的试验装置及试验方法。

背景技术

桥梁墩台基础为变形敏感结构，研究设置在滑坡体上的桥梁墩台基础在不同受力情况下的变形特性，可以为滑坡范围内的桥梁工程的加固设计提供理论支撑，具有不可或缺的重要性，而缩尺试验因其成本低廉、实验条件可控以及可重复性强等优点，被广泛应用于桩土问题的研究中。

传统的滑坡模型试验方法主要通过两种方式进行加载：（1）自行设置降雨系统，通过降低滑坡土体的强度参数引起滑坡的蠕动变形；（2）在模型后部施加荷载模拟滑坡土体的水平变形，其中，第一种试验方法很难对试验条件进行准确控制，往往很难达到预期效果，而第二种方法在滑坡研究领域是较为普遍的，但是，一般而言，滑坡按其力学条件可划分为推移式滑坡和牵引式滑坡，不同的滑坡型式对滑坡上构筑物的响应特性也会产生不同的影响，进而影响到其加固方式的选择，而目前通过千斤顶等在模型后部施加滑坡推力的加载方式仅仅适用于推移式滑坡，而牵引式滑坡通常是由于滑坡前缘失稳，进而引起滑坡的蠕动或滑动变形，现有的缩尺滑坡模型试验技术并不完善，并不具有模拟滑坡前缘失稳时桥梁墩台的受力特征的功能，致使桥梁墩台基础在牵引式滑坡上的受力和变形特性的研究成果极为匮乏。

所以，目前亟需要一种技术方案，以解决现有的缩尺滑坡模型试验装置并不具有模拟滑坡前缘失稳时桥梁墩台的受力特征的功能的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有的缩尺滑坡模型试验装置并不具有模拟滑坡前缘失稳时桥梁墩台的受力特征的功能的技术问题，提供了一种能够研究滑坡前缘失稳时模拟桥梁墩台基础受力特性的试验装置及试验方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种模拟桥梁墩台基础受力特性的试验装置，包括滑坡缩尺模型，内设置有桥梁墩台基础和抗滑结构，所述抗滑结构设置在桥梁墩台基础与滑坡前缘之间；力加载系统，与所述抗滑结构连接，用于对抗滑结构逐级加载朝向滑坡前缘一侧的拉力；若干测试元件，用于监测滑坡前缘受力至失稳过程中各检测点的测试数据。

本发明的一种模拟桥梁墩台基础受力特性的试验装置，通过力加载系统对滑坡缩尺模型内的抗滑结构施加朝向滑坡前缘一侧拉力，真实模拟牵引式滑坡从受力至前缘失稳过程中的连续变化，结构简单易得、试验可控、可操作性较强，为研究牵引式滑坡特性提供了研究基础，同时通过对桥梁墩台基础在牵引式滑坡从受力至前缘失稳过程中的响应的连续性监测，较容易的获得滑坡前缘土体变形与桥梁墩台基础变形的关系，为研究滑坡前缘失稳时桥梁墩台基础受力特性和变形特性提供了有力的理论支撑。

作为本发明的优选方案，所述滑坡缩尺模型包括分层填筑在试验槽内的滑床、滑动面和滑体。真实模拟滑坡体结构。

作为本发明的优选方案，所述桥梁墩台基础包括承台和设置在承台下方的若干基桩，所述抗滑结构包括若干抗滑桩，所述抗滑桩与所述基桩平行设置。所述基桩和抗滑桩分别沿竖直方向穿过滑床后延伸至滑体内。