鬼佬大哥大
  • / 13
  • 下載費用:30 金幣  

一種膨脹土邊坡吸濕變形模型試驗方法及系統.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410145024.6

申請日:

2014.04.11

公開號:

CN103954740A

公開日:

2014.07.30

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G01N 33/24申請日:20140411|||公開
IPC分類號: G01N33/24 主分類號: G01N33/24
申請人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
發明人: 戴張俊; 陳善雄; 姜領發
地址: 430071 湖北省武漢市武昌區水果湖街小洪山2號
優先權:
專利代理機構: 武漢宇晨專利事務所 42001 代理人: 王敏鋒
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201410145024.6

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2016.01.20|||2014.08.27|||2014.07.30

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種膨脹土邊坡吸濕變形模型試驗方法及系統,步驟:A、翻曬土樣,控制含水率、填土厚度;B、分層填土再統一削坡,埋設部分監測元器件;C、靜置邊坡待裂隙開展,布設位移傳感器;D、記錄物理量初始值;E、用模擬降雨器在坡肩進行滴淋式集中降雨,控制降雨量;F、按降雨階段監測物理量與降雨量;G、降雨-蒸發反復進行,模擬干濕循環;H、記錄邊坡形態變化,分析結果。該系統包括:模型箱、監測元器件、模擬降雨器,監測元器件裝在模型箱中,模擬降雨器放置在模型箱上部坡肩處。本發明適用于各類膨脹土邊坡吸濕變形模型試驗,對膨脹土邊坡穩定性與災變機理的研究具有重要意義。

權利要求書

權利要求書
1.  一種膨脹土邊坡吸濕變形模型試驗的方法,其步驟是:
A、對現場采集土樣進行翻曬,測定土樣含水率達到原狀樣的50~60%時進行填土,填筑土體與實際工程邊坡土體保持一致,保持土體的滲透性、膨脹性、力學性質與原狀土高度相似性,土體填筑尺寸控制厚度0.6~0.8m;
B、在模型箱內部側壁均勻涂抹凡士林,將土樣在模型箱中進行階梯狀水平分層填筑,填筑分4層進行,每層土體填筑工序為:松鋪—人工壓實—表面刮毛,第一層填筑土體松鋪98~102cm,壓實至68~72cm;第二層填筑土體松鋪68~72cm,壓實至48~52cm;第三層填筑土體松鋪58~62cm,壓實至38~42cm;第四層填筑土體松鋪58~62cm,壓實至38~42cm;每一層填筑后,進行含水率取樣測定與環刀法密度測定,每層檢測2~3個點,達到含水率15~20%和干密度1.5~1.7g/cm3,土體填筑時,在設計位置埋設水分傳感器、靜土壓力盒、沉降板,邊坡填筑完成后,按坡比1:1.5~1:3進行統一削坡;
C、對填筑完成后的邊坡進行靜置處理,坡體逐漸產生裂隙,待裂隙開展至與實際工況相似時,在邊坡表面設計位置布設位移傳感器;
D、在降雨進行之前,記錄各監測物理量的初始值,得到邊坡初始含水率狀態與應力應變狀態分布;
E、將模擬降雨器放置在坡肩位置上方,在邊坡表面進行滴淋式集中降雨,水分自然下流入滲,試驗采用控制降雨量的連續降雨,每日降雨4~8h,日降雨量控制為8~12mm,人工模擬自然小雨,日降雨過程中,進行降雨間隔,控制坡面不產生明顯的徑流,在最大程度上保證水分的滲入,降雨分階段進行,每階段降雨量控制為100~120mm;
F、在降雨進行的前2~3天,對各物理量進行密集監測,每天各物理量監測記錄為5~6次,每次測定時間選在降雨間隔時,并記錄即時降雨總量,在降雨2~3天后,每天各物理量監測記錄為2~3次,同時記錄即時降雨總量,土體含水率變化特征的監測采用水分傳感器測定與取樣測定相結合的方式,深部土體含水率由水分傳感器直接測得,每天降雨結束后,采用表層取樣的方式測定表層土體含水率;
G、集中降雨結束后,選擇進行邊坡靜置,待水分蒸發、裂隙開展,同時進行各物理量的監測與坡體形態觀測,10~30天后,再進行模擬降雨,重復步驟E、F 2~5次,降雨-蒸發過程往復2~5次,模擬自然狀態下邊坡干濕循環效應;
H、對邊坡裂隙形態、變形特征進行記錄與描述,發生滑坡,詳細記錄滑坡發生次數、位置、規模與形式,總結并分析物理量監測結果,以及坡體形態觀測結果,對邊坡在吸濕條件下的變形特征與演化規律以及穩定性進行分析。

2.  權利要求1所述的一種膨脹土邊坡吸濕變形模型試驗的系統,它包括:模型箱(1),監測元器件(2),模擬降雨器(3),其特征在于:監測元器件(2)裝在模型箱(1)中的土體內部與表面,模擬降雨器(3)放置在模型箱(1)上部坡肩斷面處,所述的模型箱(1)由豎支梁(11)、橫支梁(12)、斜支梁(13)、肋式橫梁(14)、次橫梁(19)構成整體框架,加上斜面底板(15)、底面板(16)、側面板(17)、正面板(18)構成箱體,模型箱(1)兩側面各有四根橫支梁(12)焊接于豎支梁(11)上,次橫梁(19)焊接于橫支梁(12)末端的兩根豎支梁(11)底部之間,正面板(18)焊接于八根橫支梁(12)頂端,斜支梁(13)對稱焊接于橫支梁(12)內側,斜支梁(13)一端位于底部橫支梁(12)距頂端1250~1350mm處,另一端位于頂部橫支梁(12)末端,兩根斜支梁(13)之間等距離焊接十根肋式橫梁(14),斜面底板(15)焊接于斜支梁(13)與肋式橫梁(14)上,底面板(16)焊接于底部橫支梁(12)上,并與斜面底板(15)、正面板(18)焊接,側面板(17)焊接于斜支梁(13)與橫支梁(12)上,并與斜面底板(15)、底面板(16)、正面板(18)焊接。

3.  根據權利要求2所述的一種膨脹土邊坡吸濕變形模型試驗的系統,其特征在于:所述的監測元器件(2)包括:水分傳感器(21),靜土壓力盒(22),位移傳感器(23),沉降板(24),水分傳感器(21)埋入填筑土體中坡腳、1/3坡高、1/2坡高、2/3坡高、坡肩處,監測深度40~60cm;靜土壓力盒(22)在填筑土體中坡腳、1/2坡高0.2~0.6m深度處,進行3~4層埋設,各部位水平與豎直方向分別埋設;沉降板(24)在填筑土體中坡腳、1/2坡高、坡肩0.2~0.4m深度處,進行2~3層埋設;位移傳感器(23)在填筑土體坡底中心、坡腳、1/6坡高、1/3坡高、1/2坡高、2/3坡高、坡肩表層布設,各處水平與豎直方向分別布設,并豎直架設在沉降板(24)頂端。

4.  根據權利要求2所述的一種膨脹土邊坡吸濕變形模型試驗的系統,其特征在于:所述的模型箱(1)為底面呈斜面的楔形箱體,外部尺寸為5.5m×2.0m×1.5m,內部坡面處為斜面設計,斜面底板(15)坡比按實際邊坡坡比為1:1.5~1:3。

說明書

說明書一種膨脹土邊坡吸濕變形模型試驗方法及系統
技術領域
本發明涉及巖土工程測試領域,更具體涉及一種膨脹土邊坡吸濕變形模型試驗方法,同時還涉及一種膨脹土邊坡吸濕變形模型試驗的系統,它適用于測試不同類型膨脹土邊坡在吸濕條件下、邊坡表面與內部不同部位的變形特征與演化規律。
背景技術
在實際工程中,膨脹土邊坡失穩滑坡多表現為季節性,大氣環境因素是其主要控制條件之一,由于氣候變化而引發的邊坡失穩、路堤滑塌、渠道滑坡廣泛存在。
一般來說,持續降雨或反復降雨均是誘發滑坡的主要原因。在降雨條件下,膨脹土邊坡隨著水分的入滲,富含親水性礦物蒙脫石、伊利石的膨脹土大量吸水,一方面發生較大的膨脹變形,另一方面,膨脹土的抗剪強度隨著飽和度的增長持續降低,最終累積過大的變形而發生滑坡。因此,開展膨脹土邊坡吸濕變形的特征與發展規律方面的研究,對于滑坡的預報、防范與處治,都有著一定的指導意義。
為了更好的將膨脹土膨脹變形機理與試驗結果應用于實際工程,往往需要依托實際工程,以渠道或邊坡典型斷面作為參考,按比例建立膨脹土邊坡模型,開展膨脹土邊坡吸濕膨脹變形室內物理模型試驗。通過現場描述、監測數據與試驗結果,研究模擬降雨條件或其它供水條件下,膨脹土吸水膨脹變形的變化特征與發展規律,探討邊坡破壞模式與失穩機理,為工程設計、建設提供一定的理論依據。
現有的膨脹土邊坡變形試驗模型,往往是在黏性土邊坡試驗模型的基礎上加以改造,試驗方法也基本采用一般黏性土邊坡變形試驗的方法,在邊坡變形發展到一定程度,達到極限狀態時,預期滑動面也常按照圓弧形進行考慮,這難以反映出膨脹土滲透性低,邊坡變形淺層性,變形量大,以及邊坡變形與破壞受裂隙控制作用明顯等諸多特點。
因此,為解決以上缺陷問題,急需對現有的試驗裝置與方法進行改造,提出一種適用于膨脹土邊坡吸濕變形的模型試驗系統及其試驗方法,確保試驗成果真實可靠。
發明內容
本發明的目的是在于提供了一種膨脹土邊坡吸濕變形模型試驗的方法,方法易行,能有效的研究不同類型膨脹土邊坡在吸濕條件下,邊坡表面與內部不同部位的變形特征與演化規律,以及邊坡滲流場、應力應變特征與變化規律,其測試精度高,操作簡便,用料節約,適用范圍廣。
本發明的另一個目的是在于提供了一種膨脹土邊坡吸濕變形模型試驗系統,結構簡單,使用方便,針對不同類型、膨脹等級的膨脹土進行不同供水條件下的吸濕變形試驗,系統設計考慮了膨脹土滲透性差,裂隙發育,濕脹干縮,變形量大等特點,還考慮了不同邊坡特征,主要是不同坡比與坡高等工況,可以較好的體現低滲透性膨脹土邊坡吸濕變形的特征與演化規律。
為了實現上述的目的,本發明采用以下技術措施:
一種膨脹土邊坡吸濕變形模型試驗的方法,其步驟是:
步驟一:對現場采集土樣進行翻曬,測定土樣含水率達到原狀樣的50~60%時進行填土。填筑土體與實際工程邊坡土體保持一致或相似,保持土體的滲透性、膨脹性、力學性質與原狀土最大程度上的相似性。土體填筑尺寸應結合模型箱的尺寸,并考慮膨脹土導水率小,一般小于10-6m/s,坡表水分較難入滲,填筑尺寸控制為厚度約0.6~0.8m。
步驟二:在模型箱內部側壁均勻涂抹凡士林,將土樣在模型箱中進行階梯狀水平分層填筑,填筑分4層進行,每層土體填筑工序為:松鋪—人工壓實—表面刮毛,第一層填筑土體松鋪約98~102cm,壓實至約68~72cm;第二層填筑土體松鋪約68~72cm,壓實至約48~52cm;第三層填筑土體松鋪約58~62cm,壓實至約38~42cm;第四層填筑土體松鋪約58~62cm,壓實至約38~42cm。每一層填筑后,進行含水率取樣測定與環刀法密度測定,每層檢測2~3個點,達到含水率(15~20%)和干密度(1.5~1.7g/cm3)的要求。土體填筑時,在設計位置埋設土壓力盒、沉降板、水分傳感器。邊坡填筑完成后,按設計坡比約1:1.5~1:3進行統一削坡。
步驟三:對填筑完成后的邊坡進行靜置處理,坡體逐漸產生裂隙,待裂隙開展至與實際工況相似時,在邊坡表面設計位置布設位移傳感器。
步驟四:在降雨進行之前,記錄各監測物理量的初始值,得到邊坡初始含水率狀態與應力應變狀態分布。
步驟五:將模擬降雨器放置在坡肩位置上方,在邊坡表面小范圍進行滴淋式集中降雨,水分自然下流入滲。試驗采用控制降雨量的低強度連續降雨,每日降雨4~8h,日降雨量控制為8~12mm左右,人工模擬自然小雨狀態。日降雨過程中,視坡面水分入滲與徑流情況,進行降雨間隔,控制坡面不產生明顯的徑流,在最大程度上保證水分的滲入。降雨分階段進行,每階段降雨量控制為100~120mm左右。
步驟六:在降雨進行的前2~3天,對各物理量進行密集監測,每天各物理量監測記錄為5~6次,每次測定時間選在降雨間隔時,并記錄即時降雨總量。在降雨2~3天后,每天各物理量監測記錄為2~3次,同時記錄即時降雨總量。土體含水率變化特征的監測采用水分傳感器測定與取樣測定相結合的方式。深部土體含水率由水分傳感器直接測得,對于表層土體含水量的測定,于每天降雨結束后,采用表層取樣的方式進行測定。
步驟七:集中降雨結束后,可選擇性的進行邊坡靜置,待水分蒸發、裂隙開展,同時進行各物理量的監測與坡體形態觀測,10~30天后,再進行模擬降雨,重復步驟五、六2~5次,降雨-蒸發過程往復2~5次,模擬自然狀態下邊坡干濕循環效應。
步驟八:對邊坡裂隙形態、變形特征進行記錄與描述,若發生滑坡,詳細記錄滑坡發生次數、位置、規模與形式。總結并分析物理量監測結果,以及坡體形態觀測結果,對邊坡在吸濕條件下的變形特征與演化規律以及穩定性進行分析。
一種膨脹土邊坡吸濕變形模型試驗系統,其組成包括:模型箱,監測元器件,模擬降雨器。監測元器件裝在模型箱中的土體內部與表面,模擬降雨器放置在模型箱上部坡肩斷面處。
所述的模型箱由豎支梁、橫支梁、斜支梁、肋式橫梁、次橫梁構成整體框架,加上斜面底板、底面板、側面板、正面板構成箱體。模型箱為底面呈斜面的楔形箱體,外部尺寸約為5.5m×2.0m×1.5m,內部坡面處為斜面設計,斜面底板坡比與實際邊坡坡比一致,約為1:1.5~1:3。其連接關系是:模型箱兩側面各有四根橫支梁焊接于豎支梁上,次橫梁焊接于橫支梁末端的兩根豎支梁底部之間,正面板焊接于八根橫支梁頂端,斜支梁對稱焊接于橫支梁內側,斜支梁一端位于底部橫支梁距頂端約1250~1350mm處,另一端位于頂部橫支梁末端,二根斜支梁之間等距離焊接約十根肋式橫梁,斜面底板焊接于斜支梁與肋式橫梁上,斜支梁對斜面底板起到定位作用,肋式橫梁對斜面底板起到支撐作用。底面板焊接于底部橫支梁上,并與斜面底板、正面板焊接,側面板焊接于斜支梁與橫支梁上,并與斜面底板、底面板、正面板焊接。
所述的監測元器件包括:水分傳感器,靜土壓力盒,位移傳感器,沉降板。其中,水分傳感器用于監測邊坡不同部位含水率的變化規律,可選擇PR2/4型或PR2/6型土壤剖面水分檢測儀等,內置4~6組測試傳感器。靜土壓力盒用于監測邊坡內部不同部位水平方向與豎直方向的應力特征,采用量程50~200kPa、直徑約15~30mm的小型土壓力盒。位移傳感器用于監測邊坡表面與內部不同深度處水平方向、豎直方向的脹縮變形,采用彈簧回彈式位移計,儀器量程約50~60mm,精度大于5/1000。沉降板用于測定邊坡深部土體位移,采用直徑約為7~9cm,高度約為60~70cm的小型沉降板。
所述的監測元器件裝在模型箱中的土體內部與表面。選取坡底中心、坡腳、1/6坡高、1/3坡高、1/2坡高、2/3坡高、坡肩作為邊坡七處典型斷面。其中,坡腳、1/2坡高、坡肩為重點觀測斷面,1/3坡高、2/3坡高為對比監測斷面,坡底中心、1/6坡高為輔助觀測斷面。其連接關系是:水分傳感器直接埋入填筑土體中(坡腳、1/3坡高、1/2坡高、2/3坡高、坡肩),監測深度0.4~0.6m;靜土壓力盒于填筑土體中(坡腳、1/2坡高)約0.2~0.6m深度處進行3~4層埋設,各部位水平方向與豎直方向分別埋設;沉降板在填筑土體中(坡腳、1/2坡高、坡肩)約0.2~0.4m深度處進行2~3層埋設;位移傳感器于填筑土體(坡底中心、坡腳、1/6坡高、1/3坡高、1/2坡高、2/3坡高、坡肩)表層布設,各處水平與豎直方向分別布設,并豎直架設在沉降板頂端,與沉降板結合觀測。各種監測元器件布設數量按各試驗特點與要求進行設計。
所述的模擬降雨器具有低通量供水、可持續供水、供水范圍可控的特點,以滴淋方式沿模擬降雨器軸向進行一維供水,水滴直徑小于1mm,水滴軸向分布密度小于6滴/10cm,出水速率小于6滴/(秒·處)。
本發明與現有技術相比,具有以下優點和效果: 
1)邊坡填筑采用低厚度膨脹土(0.6~0.8m),很好的結合了膨脹土滲透性低,入滲深度有限的特點,一方面可以模擬膨脹土實際入滲特點,達到試驗效果,另一方面可以大大節省填筑用料,節約填筑時間,提高工效。
2)通過控制初始填土低含水率、高干密度,使得吸濕效果達到最佳,并避免松散土體中濕陷效應帶來的誤差,更好的實現膨脹土吸濕膨脹變形效應。
3)通過靜置待邊坡裂隙自然開展,更好的模擬真實工況下邊坡裂隙分布情況,并保證坡體初始滲流場的均勻性。
4)利用模擬降雨器進行低通量、低流量降雨控制,避免了坡體上產生較大徑流,保證水分最大程度上的入滲,減小試驗誤差。
5)全面合理的根據關鍵物理量選取監測元器件,充分考慮了監測元器件的尺寸效應,選取小尺寸元器件多層埋設,避免相互之間的干擾,全面、真實的體現試驗結果。
6)合理選取監測斷面,考慮監測的時空變化特征,以突出重點、有效對比并輔助分析的方式對物理量進行監測,有效的反映出膨脹土邊坡吸濕條件下的滲流、應力、變形特征。
申請者利用本膨脹土邊坡吸濕變形模型試驗系統與方法開展了試驗,發現邊坡土體滲流場特征與應力、變形特征均與工程實際保持了較高的吻合度,較好的反映出膨脹土邊坡淺層變形狀態的特點與演化規律,滿足了膨脹土邊坡吸濕變形模型試驗的需求,對于推動膨脹土邊坡工程特性與穩定性研究具有積極意義。
附圖說明
圖1為一種模型箱結構主視圖;
圖2為一種模型箱結構左視圖;
圖3為一種模型箱立體結構示意圖;
圖4為一種模型箱內監測元器件與模擬降雨器結構示意圖;
圖5為一種模型箱內監測元器件與模擬降雨器結構俯視圖;
圖6為一種試驗結果中表面變形演化特征圖,結果與實際監測結果相符; 
圖7為一種試驗結果中滲流場分布特征圖,結果與實際監測結果相符;
圖8為一種試驗結果中應力演化特征圖,結果與實際工況和數值計算結果相符。
圖中:
1—模型箱,11—豎支梁,12—橫支梁,13—斜支梁,14—肋式橫梁,15—斜面底板,16—底面板,17—側面板,18—正面板,19—次橫梁;
2—監測元器件,21—水分傳感器(如PR2/4型、PR2/6型等),22—靜土壓力盒(符合量程50~200kPa、直徑15~30mm的各種靜土壓力盒),23—位移傳感器(符合量程50~60mm,精度大于5/1000的各種彈簧回彈式位移計),24—沉降板;
    3—模擬降雨器(如專利ZL 2013 2 0447780.5)。
具體實施方式
實施例1:
下面根據附圖對本發明作進一步詳細描述:
根據圖1、2、3、4、5、6、7、8可知,一種膨脹土邊坡吸濕變形模型試驗的方法,其步驟是:
步驟一:對現場采集土樣進行翻曬,測定土樣含水率達到原狀樣的50~60%時進行填土。填筑土體與實際工程邊坡土體保持一致或相似,保持土體的滲透性、膨脹性、力學性質與原狀土最大程度上的相似性。土體填筑尺寸應結合模型箱1的尺寸,并考慮膨脹土導水率小,一般小于10-6m/s,坡表水分較難入滲,填筑尺寸控制為厚度約0.6~0.8m。
步驟二:在模型箱1內部側壁均勻涂抹凡士林,將土樣在模型箱1中進行階梯狀水平分層填筑,填筑分4層進行,每層土體填筑工序為:松鋪—人工壓實—表面刮毛,第一層填筑土體松鋪約98~102cm,壓實至約68~72cm;第二層填筑土體松鋪約68~72cm,壓實至約48~52cm;第三層填筑土體松鋪約58~62cm,壓實至約38~42cm;第四層填筑土體松鋪約58~62cm,壓實至約38~42cm。每一層填筑后,進行含水率取樣測定與環刀法密度測定,每層檢測2~3個點,達到含水率(15~20%)和干密度(1.5~1.7g/cm3)的要求。土體填筑時,在設計位置埋設水分傳感器21、靜土壓力盒22、沉降板24。邊坡填筑完成后,按設計坡比約1:1.5~1:3進行統一削坡。
步驟三:對填筑完成后的邊坡進行靜置處理,坡體逐漸產生裂隙,待裂隙開展至與實際工況相似時,在邊坡表面設計位置布設位移傳感器23。
步驟四:在降雨進行之前,記錄各監測物理量的初始值,得到邊坡初始含水率狀態與應力應變狀態分布。
步驟五:將模擬降雨器3放置在坡肩位置上方,在邊坡表面小范圍進行滴淋式集中降雨,水分自然下流入滲。試驗采用控制降雨量的低強度連續降雨,每日降雨4~8h,日降雨量控制為8~12mm左右,人工模擬自然小雨狀態。日降雨過程中,視坡面水分入滲與徑流情況,進行降雨間隔,控制坡面不產生明顯的徑流,在最大程度上保證水分的滲入。降雨分階段進行,每階段降雨量控制為100~120mm左右。
步驟六:在降雨進行的前2~3天,對各物理量進行密集監測,每天各物理量監測記錄為5~6次,每次測定時間選在降雨間隔時,并記錄即時降雨總量。在降雨2~3天后,每天各物理量監測記錄為2~3次,同時記錄即時降雨總量。土體含水率變化特征的監測采用水分傳感器21測定與取樣測定相結合的方式。深部土體含水率由水分傳感器21直接測得,對于表層土體含水量的測定,于每天降雨結束后,采用表層取樣的方式進行測定。
步驟七:集中降雨結束后,可選擇性的進行邊坡靜置,待水分蒸發、裂隙開展,同時進行各物理量的監測與坡體形態觀測,10~30天后,再進行模擬降雨,重復步驟五、六2~5次,降雨-蒸發過程往復2~5次,模擬自然狀態下邊坡干濕循環效應。
步驟八:對邊坡裂隙形態、變形特征進行記錄與描述,若發生滑坡,詳細記錄滑坡發生次數、位置、規模與形式。總結并分析物理量監測結果,以及坡體形態觀測結果,對邊坡在吸濕條件下的變形特征與演化規律以及穩定性進行分析。
實施例2:
一種膨脹土邊坡吸濕變形模型試驗系統,其組成包括:模型箱1,監測元器件2,模擬降雨器3。監測元器件2裝在模型箱1中的土體內部與表面,模擬降雨器3放置在模型箱1上部坡肩斷面處。
所述的模型箱1由豎支梁11、橫支梁12、斜支梁13、肋式橫梁14、次橫梁19構成整體框架,加上斜面底板15、底面板16、側面板17、正面板18構成箱體。模型箱1為底面呈斜面的楔形箱體,外部尺寸約為5.5m×2.0m×1.5m,內部坡面處為斜面設計,斜面底板15坡比與實際邊坡坡比一致,約為1:1.5~1:3。其連接關系是:模型箱1兩側面各有四根橫支梁12焊接于豎支梁11上,次橫梁19焊接于橫支梁12末端的兩根豎支梁11底部之間,正面板18焊接于八根橫支梁12頂端,斜支梁13對稱焊接于橫支梁12內側,斜支梁13一端位于底部橫支梁12距頂端約1250~1350mm處,另一端位于頂部橫支梁12末端,兩根斜支梁13之間等距離焊接約十根肋式橫梁14,斜面底板15焊接于斜支梁13與肋式橫梁14上,斜支梁13對斜面底板15起到定位作用,肋式橫梁14對斜面底板15起到支撐作用。底面板16焊接于底部橫支梁12上,并與斜面底板15、正面板18焊接,側面板17焊接于斜支梁13與橫支梁12上,并與斜面底板15、底面板16、正面板18焊接。
所述的監測元器件2包括:水分傳感器21,靜土壓力盒22,位移傳感器23,沉降板24。其中,水分傳感器21用于監測邊坡不同部位含水率的變化規律,可選擇PR2/4型或PR2/6型土壤剖面水分檢測儀等,內置4~6組測試傳感器。靜土壓力盒22用于監測邊坡內部不同部位水平方向與豎直方向的應力特征,采用量程50~200kPa、直徑約15~30mm的小型土壓力盒。位移傳感器23用于監測邊坡表面與內部不同深度處水平方向、豎直方向的脹縮變形,采用彈簧回彈式位移計,儀器量程50mm左右,精度大于5/1000。沉降板24用于測定邊坡深部土體位移,采用直徑約為7~9cm,高度約為60~70cm的小型沉降板。
所述的監測元器件2裝在模型箱1中土體內部與表面。選取坡底中心、坡腳、1/6坡高、1/3坡高、1/2坡高、2/3坡高、坡肩作為邊坡七處典型斷面,分別以A’、A、B’、B、C、D、E表示。其中,A、C、E為邊坡重點監測斷面,監測內容包括表面及深部土體位移,土體應力、含水率變化情況。B、D為對比監測斷面,主要監測土體含水率變化情況與土體表面位移。A’、 B’為輔助監測斷面,主要監測邊坡位移發生較大部位的表面位移。
監測元器件2的連接關系是:水分傳感器21直接埋入填筑土體中(坡腳、1/3坡高、1/2坡高、2/3坡高、坡肩),監測深度40~60cm;靜土壓力盒22于填筑土體中(坡腳、1/2坡高)約0.2~0.6m深度處進行3~4層埋設,各部位水平方向與豎直方向分別埋設;沉降板24在填筑土體中(坡腳、1/2坡高、坡肩)約0.2~0.4m深度處進行2~3層埋設;位移傳感器23于填筑土體(坡底中心、坡腳、1/6坡高、1/3坡高、1/2坡高、2/3坡高、坡肩)表層布設,各處水平與豎直方向分別布設,并豎直架設在沉降板24頂端,與沉降板24結合觀測。各種監測元器件2布設數量根據表1中建議值,結合各試驗特點與要求進行設計。
表1 各斷面監測元器件建議數量

所述的模擬降雨器3具有低通量供水、可持續供水、供水范圍可控的特點,以滴淋方式沿模擬降雨器軸向進行一維供水,水滴直徑小于1mm,水滴軸向分布密度小于6滴/10cm,出水速率小于6滴/(秒·處)。

關 鍵 詞:
一種 膨脹 土邊坡 吸濕 變形 模型 試驗 方法 系統
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
關于本文
本文標題:一種膨脹土邊坡吸濕變形模型試驗方法及系統.pdf
鏈接地址:http://www.wwszu.club/p-6140721.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
鬼佬大哥大