一种用于浅层采空区路基变形试验的试验系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于浅层采空区路基变形试验的试验系统，包括水准仪、单点沉降计、采空区上覆岩层、上覆土层、路基和测杆，采空区上覆岩层内部设有采空区，采空区上覆岩层顶部覆盖设有上覆土层，上覆土层顶部放置有路基，路基从上至下依次由土体层和碎石层组成，测杆底端依次垂直穿过路基、上覆土层并置于采空区上覆岩层顶面上，测杆顶端位于路基顶面上方，单点沉降计底端依次垂直穿过路基、上覆土层并置于采空区上覆岩层顶面上；上覆土层的上覆土层顶面上固定有水平定位固定装置，水平定位固定装置顶部固定有水准仪，水准仪的测量物镜与测杆顶端相对应。本实用新型专利技术为采空区路基的优化设计提供了有效的技术支持与数据支撑。

A test system for deformation test of Subgrade in shallow goaf

【技术实现步骤摘要】
一种用于浅层采空区路基变形试验的试验系统
本技术涉及公路工程
，尤其涉及一种用于浅层采空区路基变形试验的试验系统。
技术介绍
近些年，我国中西部地区多条高速公路不可避免地要穿越采空区，在公路工程实践中，采空区的隐蔽性和不确定性给高速公路的安全运营带来了极大的风险。采空区段的路基设计一般采用传统的路基结构，在采空区产生变形的情况下，路基结构极易发生破坏，从而给公路的安全运营造成风险。目前，现有技术对于路基的变形一般集中在地表或者路基上层的沉降监测，这些监测方案无法厘清采空区变形和路基变形之间的关系。现有技术没有针对于穿越采空区的路基变形进行试验，也就无法得到路基变形与采空区位置、采空区变形相互间的基础试验数据，这对采空区段公路路基病害预防、防治、病害处治等带来了困难，容易导致处治方案保守、经费浪费等缺陷。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足之处，本技术的目的在于提供一种用于浅层采空区路基变形试验的试验系统，在试验室中模拟出采空区模拟土层，通过对采空区模拟土层的采空区变形情况以及路基的变形情况进行监测，就能得到路基变形与采空区位置、采空区变形相互间的基础试验数据，这就对采空区段公路路基的病害预防、防治、病害处治等情况提供了初步的试验数据，提供一套采空区路基变形试验系统，并对研究路基变形情况提供了试验依据和可行操作设备，所得到的试验数据填补了目前的采空区路基变形试验研究的数据空白，也对采空区段公路路基的实际铺设提供了技术指导和数据支撑。本技术的目的通过下述技术方案实现：一种用于浅层采空区路基变形试验的试验系统，包括水准仪、单点沉降计、采空区上覆岩层、上覆土层、路基和测杆，所述水准仪具有测量物镜，所述采空区上覆岩层内部设有采空区，所述采空区上覆岩层顶部具有采空区上覆岩层顶面，所述采空区上覆岩层顶部覆盖设有上覆土层，所述上覆土层顶部具有上覆土层顶面；所述上覆土层的上覆土层顶面上放置有所述路基，所述路基从上至下依次由土体层和碎石层组成，所述土体层内部从上至下依次布设有若干层加强筋层A，每层加强筋层A由若干个加强筋A组成，所述碎石层内部布设有加强筋组件；所述测杆底端依次垂直穿过路基、上覆土层并置于采空区上覆岩层顶面上，所述测杆顶端位于路基顶面上方；所述单点沉降计底端依次垂直穿过路基、上覆土层并置于采空区上覆岩层顶面上，所述单点沉降计顶端位于路基顶面下方；所述上覆土层的上覆土层顶面上固定有水平定位固定装置，所述水平定位固定装置顶部固定有所述水准仪，所述水准仪的测量物镜与测杆顶端相对应。为了更好地实现本技术，所述加强筋组件为设置于碎石层内部的若干层加强筋层B，所有加强筋层B在碎石层内部从上至下依次布设，每层加强筋层B由若干个加强筋B组成。作为优选，所述加强筋组件为设置于碎石层内部的加强筋网，所述加强筋网为网状结构。作为优选，所述测杆顶端的高度比路基顶面的高度高1米。作为优选，所述测杆为竖直杆，所述测杆底部具有锥体。本技术较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：(1)本技术在试验室中模拟出采空区模拟土层，通过对采空区模拟土层的采空区变形情况以及路基的变形情况进行监测，就能得到路基变形与采空区位置、采空区变形相互间的基础试验数据，这就对采空区段公路路基的病害预防、防治、病害处治等情况提供了初步的试验数据，提供一套采空区路基变形试验系统，并对研究路基变形情况提供了试验依据和可行操作设备，所得到的试验数据填补了目前的采空区路基变形试验研究的数据空白，也对采空区段公路路基的实际铺设提供了技术指导和数据支撑。(2)本技术可以提供公路运营过程中采空区变形与路基变形之间关系的试验数据，为采空区路基的优化设计提供了有效的技术支持与数据支撑。附图说明图1为本实用新路基型的结构示意图；图2为本技术碎石层内部布设加强筋网的结构示意图；图3为本技术上覆土层与采空区上覆岩层组合后的结构示意图；图4为本技术试验系统的结构示意图。其中，附图中的附图标记所对应的名称为：1－路基，2－土体层,3－碎石层,4－加强筋A,5－加强筋网,6－加强筋B,7－上覆土层,71－上覆土层顶面,8－采空区上覆岩层，81－采空区上覆岩层顶面,9－采空区,10－水平定位固定装置,11－水准仪,12－测杆,13－单点沉降计。具体实施方式下面结合实施例对本技术作进一步地详细说明：实施例如图1～图4所示，一种用于浅层采空区路基变形试验的试验系统，包括水准仪11、采空区模拟土层、单点沉降计13、路基1和测杆12，本实施例的水准仪11、单点沉降计13均为现有成熟公路工程技术测量装置，水准仪11具有测量物镜，水准仪11还包括目镜、管水准器、准星、照门、水平制动螺旋、圆水准器、脚螺旋、校正螺丝等，本技术的采空区模拟土层是根据采空区段路基下方的采空区土层进行模拟出的试验土层，该试验土层与采空区段路基下方的采空区土层的土质情况相同或基本相同，本技术的路基1是模拟出的公路路基，试验中路基1布设于采空区模拟土层顶部，即可模拟出在采空区段上铺设出路基的试验对象。本技术的采空区模拟土层包括采空区上覆岩层8和上覆土层7，采空区上覆岩层8内部设有采空区9，本技术在试验室中模拟出采空区模拟土层，通过对采空区模拟土层的采空区变形情况以及路基1的变形情况进行监测，就能得到路基变形与采空区位置、采空区变形相互间的基础试验数据，这就对采空区段公路路基的病害预防、防治、病害处治等情况提供了初步的试验数据，提供一套采空区路基变形试验系统，并对研究路基变形情况提供了试验依据和可行操作设备，所得到的试验数据填补了目前的采空区路基变形试验研究的数据空白，也对采空区段公路路基的实际铺设提供了技术指导和数据支撑。如图4所示，采空区上覆岩层8顶部具有采空区上覆岩层顶面81，采空区上覆岩层8顶部覆盖设有上覆土层7，上覆土层7顶部具有上覆土层顶面71。上覆土层7的上覆土层顶面71上放置有路基1(本技术的路基1滑动放置于上覆土层7的上覆土层顶面71上)，路基1从上至下依次由土体层2和碎石层3组成，土体层2内部从上至下依次布设有若干层加强筋层A，每层加强筋层A由若干个加强筋A4组成，碎石层3内部布设有加强筋组件。本技术第一种优选的加强筋组件为设置于碎石层3内部的若干层加强筋层B，所有加强筋层B在碎石层3内部从上至下依次布设，每层加强筋层B由若干个加强筋B6组成。本技术第二种优选的加强筋组件为设置于碎石层3内部的加强筋网5，加强筋网5为网状结构。如图4所示，测杆12底端依次垂直穿过路基1、上覆土层7并置于采空区上覆岩层顶面81上，测杆12为竖直杆，测杆12底部具有锥体，测杆12顶端位于路基1顶面上方，本技术的测杆12顶端的高度比路基1顶面的高度高1米。单点沉降计13底端依次垂直穿过路基1、上覆土层7并置于采空区上覆岩层顶面81上，单点沉降计13顶端位于路基1顶面下方。上覆土层7的上覆土层顶面71上固定有水平定位固定装置10，本技术的水平定位固定装置10既是一个水平定位基座，可以为水准仪11的架设提供一个基准水平安装座，水平定位固定装置10又是一个水平定位装置，将水准仪11安装于水平定位固定装置10顶部，通过水平定位固定装置10可以快速将水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于浅层采空区路基变形试验的试验系统，包括水准仪（11）和单点沉降计（13），所述水准仪（11）具有测量物镜，其特征在于：还包括采空区上覆岩层（8）、上覆土层（7）、路基（1）和测杆（12），所述采空区上覆岩层（8）内部设有采空区（9），所述采空区上覆岩层（8）顶部具有采空区上覆岩层顶面（81），所述采空区上覆岩层（8）顶部覆盖设有上覆土层（7），所述上覆土层（7）顶部具有上覆土层顶面（71）；所述上覆土层（7）的上覆土层顶面（71）上放置有所述路基（1），所述路基（1）从上至下依次由土体层（2）和碎石层（3）组成，所述土体层（2）内部从上至下依次布设有若干层加强筋层A，每层加强筋层A由若干个加强筋A（4）组成，所述碎石层（3）内部布设有加强筋组件；所述测杆（12）底端依次垂直穿过路基（1）、上覆土层（7）并置于采空区上覆岩层顶面（81）上，所述测杆（12）顶端位于路基（1）顶面上方；所述单点沉降计（13）底端依次垂直穿过路基（1）、上覆土层（7）并置于采空区上覆岩层顶面（81）上，所述单点沉降计（13）顶端位于路基（1）顶面下方；所述上覆土层（7）的上覆土层顶面（71）上固定有水平定位固定装置（10），所述水平定位固定装置（10）顶部固定有所述水准仪（11），所述水准仪（11）的测量物镜与测杆（12）顶端相对应。...

【技术特征摘要】
1.一种用于浅层采空区路基变形试验的试验系统，包括水准仪（11）和单点沉降计（13），所述水准仪（11）具有测量物镜，其特征在于：还包括采空区上覆岩层（8）、上覆土层（7）、路基（1）和测杆（12），所述采空区上覆岩层（8）内部设有采空区（9），所述采空区上覆岩层（8）顶部具有采空区上覆岩层顶面（81），所述采空区上覆岩层（8）顶部覆盖设有上覆土层（7），所述上覆土层（7）顶部具有上覆土层顶面（71）；所述上覆土层（7）的上覆土层顶面（71）上放置有所述路基（1），所述路基（1）从上至下依次由土体层（2）和碎石层（3）组成，所述土体层（2）内部从上至下依次布设有若干层加强筋层A，每层加强筋层A由若干个加强筋A（4）组成，所述碎石层（3）内部布设有加强筋组件；所述测杆（12）底端依次垂直穿过路基（1）、上覆土层（7）并置于采空区上覆岩层顶面（81）上，所述测杆（12）顶端位于路基（1）顶面上方；所述单点沉降计（13）底端依次垂直穿过路基（1）、上覆土层（7）并置于采空区上覆岩层顶面（81）...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亚明，高国刚，韩永林，王帅，刘鹏，王秀华，赵世鑫，孟秀元，王富强，
申请(专利权)人：山西省交通科学研究院，山西路桥建设集团有限公司，
类型：新型
国别省市：山西,14