[实用新型]一种斜坡高填方路基沉降变形模型试验系统

说明书

本实用新型涉及一种斜坡高填方路基沉降变形模型试验系统，包括加载装置、模型试验箱、路基模型、土工格栅、进水管、力学传感器、数据采集仪和PIV装置。路基模型位于模型试验箱内，土工格栅铺设于路基模型中；进水管设置于填方土体与路基接触处，用于模拟降雨入渗；力学传感器按照一定分布方式埋设于斜坡高填方路基内部；数据采集仪置于模型试验箱外，用于测量采集各种力学传感器测得的试验数据；PIV装置布设于模型试验箱正前方，用于连续捕捉试验过程中高填方路基的变化。本实用新型可以模拟多种不同工况，既能观测斜坡高填方路基的宏观形态变化，又能获得斜坡高填方路基不均匀沉降变形速度位移分布信息，且具有精度较高和操作简便的优点。

技术领域

本实用新型属于土木工程试验装置技术领域，特别涉及一种斜坡高填方路基沉降变形模型试验系统。

背景技术

为解决城市发展中土地资源短缺问题，我国许多城市通过削平山头、填筑沟壑等手段，将数条沟壑填平形成建设用地，增加城市和基础设施建设用地，由此产生大量高填深挖工程，其中特别是复杂地形、地质条件下的斜坡高填方问题是一直困扰工程技术人员的一大工程难题，而如何减少填筑体工后沉降是山区高填方工程建设的关键。为了充分发挥“平山造地”形成的高填方场地的利用价值，亟需对高填方场地的沉降变形机理及其演化规律进行深入研究，模型试验是开展这方面研究的重要手段，而现有模型试验装置精度较低，因此设计一种高精度的模型试验装置显得尤为重要。

实用新型内容

基于以上问题，本实用新型提供一种斜坡高填方路基沉降变形模型试验系统，在实现观测斜坡高填方路堤的宏观形态变化的同时，又能获得土体速度位移分布信息，且具有具精度较高和操作简便的优点。

一种斜坡高填方路基沉降变形模型试验系统，包括：加载装置、模型试验箱、路基模型、土工格栅、进水管、力学传感器、数据采集仪和PIV装置，其中：

所述加载装置为动力加载装置，由夯锤、导轨、横向支撑梁、纵向支撑梁和控制开关构成；

所述路基模型位于模型试验箱的有机钢化玻璃箱体内；所述土工格栅铺设于路基模型中；所述进水管设置于填方土体与路基接触处，用于模拟降雨入渗；

多个力学传感器按照分布式埋设于斜坡高填方路基内部，所述力学传感器包括包括土压力盒、柔性位移计和应变片，所述土压力盒至少包括上部压力盒和下部压力盒；所述上部压力盒和下部压力盒分别设置在土工格栅的上下两侧；所述柔性位移计和应变片位于土工格栅的上表面上；

所述数据采集仪置于模型试验箱外，用于测量采集力学传感器测得的试验数据；

所述PIV装置布设于模型试验箱正前方，用于连续捕捉试验过程中高填方路基的位移变化。

作为优选，所述模型试验箱前表面划分有5cm×5cm的小网格，作为监测土体变形的标志以测量土体的侧向变形。

作为优选，所述土工格栅是一层或多层，其中，所述土工格栅是多层时，多层土工格栅自上而下依次铺设在路基模型中。

作为优选，所述土工格栅是单向土工格栅、双向土工格栅或三向土工格栅。

作为优选，所述PIV装置包括高速摄像机以及与高速摄像机相连的计算机，所述土压力盒、柔性位移计和应变片分别通过数据采集仪与计算机相连。

与现有技术相比，本实用新型具有结构简单、操作方便、测量精度高、试验耗时短等优点，可以模拟多种不同工况，解决了现有模型试验装置精度低的问题。

附图说明

图1为斜坡高填方路基沉降变形模型试验系统的结构示意图，