[发明专利]一种降雨条件下h型抗滑桩加固岩堆边坡离心模型试验装置及方法

说明书

本发明涉及一种降雨条件下h型抗滑桩加固岩堆边坡离心模型试验装置及方法，属于岩土工程和地质工程技术领域。该装置主要由模型箱、不锈钢铝板、降雨系统、岩堆边坡、h型抗滑桩、相机固定装置、数码相机以及照明装置组成。与现有试验装置和试验方法相比，本发明能够直观地描述降雨条件下h型抗滑桩桩体变形、桩侧土压力以及桩间土拱演化过程；同时，亦可准确记录降雨条件下岩堆边坡内部孔压变化情况；能够在离心场中实现不同强度的均匀降雨，可广泛用于降雨条件下边坡抗滑桩变形破坏机理的研究。

技术领域：

本发明属于岩土工程和地质工程技术领域，涉及一种离心模试验装置和试验方法，具体涉及一种降雨条件下h型抗滑桩加固岩堆边坡离心模型试验装置及方法。

背景技术：

我国是一个地质条件极为复杂的国家，地质灾害在我国不但发育数量多，而且灾种全，一旦灾害发生将严重威胁当地人民的生命和财产安全。随着近年来我国基础建设的蓬勃开展以及西部大开发战略的实施，国家建设战略重点向西南地区转移，西南地区的高速公路、铁路、隧道和桥梁建设越加频繁，而在此类基建的沿线往往广泛分布有大小规模不等的岩堆边坡，这些岩堆边坡主要由第四系残坡积亚粘土、碎石土以及崩塌堆积块石土组成，结构松散，孔隙度较大，透水性强，加上西南地区属于亚热带季风气候，雨量充沛，一旦岩堆体边坡遭受降雨浸润或外力扰动，细粒成分将向粗大颗粒充填或随降雨流失，改变原岩堆的密实性和粗细粒间的接触状态，导致其力学特性变化和引发岩堆体的变形，进而诱发岩堆边坡发生滑移失稳等不良地质灾害，严重影响工程的进程并威胁施工人员的安全。

岩堆边坡作为一种特殊的边坡，由于其成因复杂，节理裂隙发育，物质形态不仅不规则，且其间充填不足且多未胶结，其稳定性较差。据调查，仅在长江上游地区100万km²的范围内，共发现不同规模的滑坡达1800余处，总体积约为133.9亿m³，其中64％为松散堆积体滑坡。国内近年来发生的大型岩堆体滑坡灾害事件频繁，严重威胁社会稳定。针对岩堆体滑坡的严重危害，对岩堆边坡进行支护显得尤为重要，随着人们对滑坡的性质和变化规律的深入研究与防治措施的探索，支挡结构被广泛运用至边坡工程的防治工作之中，但是常见的支挡结构(如单桩、双排桩、桩锚结构等)在治理大型边坡时的效果十分受限。而h型抗滑桩不仅能有效克服普通抗滑桩的不足，还能大幅提高抗滑效能。除此之外，h型抗滑桩相较于其他支挡结构能节约大量的原材料，降低在实际边坡工程支护工程中的成本。

目前，国内外学者对h型抗滑桩支护边坡工程的桩体受力变形机理以及桩-土相互作用、桩距、排距、桩径等对支护效果的研究已逐步开展，h型抗滑桩也已渐渐运用到实际工程中，但针对h型抗滑桩加固边坡的研究工作均局限于正常工况下，并未充分考虑其他工况下的桩身受力变形特性以及加固后岩堆体边坡的稳定性。据统计，国内近年来发生的较大规模的岩堆体滑坡大多数由降雨所诱发的，降雨是诱发滑坡的主要因素之一，而降雨条件下h型抗滑桩加固岩堆边坡的桩体受力变形机理与正常条件下有所差异。因此，考虑降雨条件下的h型抗滑桩加固岩堆边坡的桩土相互作用机理以及桩身的受力变形特性的深入研究具有十分重要的现实意义和价值。

综上所述，目前针对降雨条件下h型抗滑桩加固岩堆边坡的作用机理及桩身受力特性的研究基本空白，也不存在关于降雨条件下h型抗滑桩加固岩堆边坡的试验装置。

发明内容：

本发明为本领域首次提供了一种降雨条件下h型抗滑桩加固岩堆边坡的离心模型试验装置及方法，更加直观且有效地研究降雨条件下h型抗滑桩的受力特性及岩堆边坡变形过程，试验过程简便，试验结果准确，同时可以实现多因素条件下的模型试验。

本发明的目的，就是为解决现有针对h型抗滑桩加固岩堆边坡模型试验的不足以及现有降雨系统的不完善，提供一种降雨条件下h型抗滑桩加固岩堆边坡的离心模型试验装置及方法。