[实用新型]一种验证土工布整治岩溶塌陷效果的试验装置

说明书

本实用新型涉及土木工程监测技术领域，具体涉及一种验证土工布整治岩溶塌陷效果的试验装置，包括试验单元和监测单元；试验单元包括路基模型和溶洞模拟器，溶洞模拟器位于路基模型内部，并与路基模型外部连通，路基模型用来模拟路基结构；监测单元包括土工布及与土工布连接的光纤应变传感器，监测单元位于路基模型内部且位于溶洞模拟器上部。拉动溶洞模拟器，在路基模型内部形成一个空间，结合路基模型模拟的路基结构，进而模拟岩溶塌陷；通过监测单元反馈回来的信息结合实际建模尺寸数据，得到土工布的受力变形状态，定量描述利用土工布加固岩溶路基的作用效果，为利用土工布整治路基岩溶塌陷的实际施工提供有效的科学依据，利于缩短工期。

技术领域

本实用新型涉及土木工程监测技术领域，特别是一种验证土工布整治路基岩溶塌陷效果的试验装置。

背景技术

我国岩溶分布广泛，约占国土面积的1/3。在高铁建设中，岩溶塌陷(土洞)是铁路路基最为严重的破坏形式之一，影响巨大；岩溶塌陷具有发生随机、隐伏性强、空间分布广的特点。利用土工布加固岩溶路基是目前常用的岩溶整治措施之一；采用土工布加固岩溶路基，一般是在所超前探测的溶洞塌陷前、在路基结构内部预埋土工布，土工布覆盖溶洞范围。当溶洞塌陷后，土工布对上部的路基土体有一定的支撑作用，避免岩溶路基突然出现凹洞、威胁行车安全。由于岩溶塌陷的土洞规模有限，一般直径仅数米，在空间上具隐蔽性，所以很难直观的、有效的、定量的监测土工布加固岩溶路基的效果，预判岩溶塌陷后可能对路基造成的破坏程度。因此，迫切需要一种能够验证土工布整治路基岩溶塌陷效果的试验装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术难以直观的、有效的、定量的验证利用土工布加固岩溶路基效果的问题，提供一种验证土工布整治岩溶效果的试验装置，能够直观的、定量化的描述利用土工布加固岩溶路基的作用效果，为利用土工布整治路基岩溶塌陷的实际施工提供有效的科学依据，减小岩溶塌陷对路基破坏的影响。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种验证土工布整治岩溶塌陷效果的试验装置，包括试验单元和监测单元；试验单元包括路基模型和溶洞模拟器，溶洞模拟器位于路基模型内部，并与路基模型外部连通，路基模型用来模拟路基结构；监测单元包括土工布，及与土工布连接的光纤应变传感器，监测单元位于路基模型内部且位于溶洞模拟器上部。

拉动溶洞模拟器，直至在路基模型内部形成一个塌陷空间，结合路基模型模拟的路基结构，模拟岩溶塌陷；在岩溶塌陷过程，通过监测单元反馈回来的信息结合实际建模尺寸数据，得到土工布的受力变形状态，进而定量描述利用土工布加固岩溶路基的作用效果；进一步地，可选择通过调整监测单元的设置高度，可直观观察或比较土工布的变形程度，验证土工布整治岩溶塌陷的作用效果。本实用新型能够为利用土工布整治路基岩溶塌陷的实际施工提供有效的科学依据，减少无用功，缩短工期。

进一步地，土工布包括相互贴合的第一布层和第二布层，光纤应变传感器嵌固在第一布层和第二布层之间。其中，光纤应变传感器用于在线实时监测土工布各布置点的应变量，依据应变分布曲线可以定位土工布下层路基的变形位置和大小，实时获取岩溶塌陷位置和土工布的受力特征；优选地，土工布可由合成纤维通过针刺或编织而成；也可由具有耐腐蚀性和渗透性的材料制成，使土工布具有优良的耐腐蚀、过滤、隔离和加固防护的作用。

优选地，光纤应变传感器分别沿土工布的径向和横向垂直设置，并通过绳线缝制在第一布层和第二布层之间。科学布置监测位置，可使检测更准确；此外，通过绳线缝制可以实现在不损坏光纤的前提下对光纤的有效固定，固定简单方便，同时该种固定方式不会对光纤监测的准确性产生影响。

优选地，路基模型的横截面填筑形状为梯形，结构更稳定，试验更安全。

优选地，溶洞模拟器上与路基模型外部连通的端部设有圆环，便于拉动溶洞模拟器。