降雨时层状岩体上抗滑桩影响边坡稳定性模型试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种降雨时层状岩体上抗滑桩影响边坡稳定性模型试验装置，属于层状岩体模拟试验技术领域，包括箱体、捣实施力机构、削坡整形机构、抗滑桩布设及注浆淋水机构和监测机构，试验模拟材料放置在箱体内底部并成倾斜型，捣实施力机构捣实模拟材料，将模拟材料铺设成倾斜型层叠状的试验模型，通过削坡整形机构切削捣实后的试验模型成坡状，抗滑桩布设及注浆淋水机构向已切削的试验模型上钻孔并向钻孔内注浆和淋水，捣实施力机构对模拟材料施加横向推力，通过监测机构监测在淋水时模拟材料位移量。本发明专利技术具有对层状岩体在降雨条件下抗滑桩影响边坡稳定性研究的室内模型试验装置并进行试验研究，对边坡稳定性监测准确技术效果。

【技术实现步骤摘要】
降雨时层状岩体上抗滑桩影响边坡稳定性模型试验装置
本专利技术属于层状岩体模拟试验
，更具体地说，是涉及一种降雨时层状岩体上抗滑桩影响边坡稳定性模型试验装置。
技术介绍
随着我国经济和交通业的迅速发展，在野外修建公路和铁路也日益增多，修建公路和铁路大多数都会遇到岩体方面的问题，如软岩、层状岩体等，尤其是一些承载力较低的层状岩体。层状岩体在自然界中广泛存在，其层面是由矿物沉积、侵入或定向迁移等地质作用形成的一种构造面，其中煤系地层多为层状岩体，组成巷道围岩各岩层的物理力学性质往往不同，有时甚至差别很大，其力学性质也十分复杂。层状岩体是一种非常复杂的不连续材料，在岩土工程中广泛存在，其层面由沉积岩作用形成，带有软硬相间的特征。岩体的稳定性是工程中的重要指标。抗滑桩是边坡防护中的主要防护方式之一，抗滑桩的布设形式对抗滑效果有明显的影响，通过室内试验进行研究是现代科研的主要方式之一，室内模拟试验比现场试验成本低、可操作性强。在降雨条件下抗滑桩的布设形式对层状岩体边坡稳定性影响较大，因此具有研究性，目前通过室内模型试验研究层状岩体在降雨条件下抗滑桩影响边坡稳定性的相关试验装置还不能准确进行试验和研究，而且对边坡稳定性的监测结果也不准确。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种降雨时层状岩体上抗滑桩影响边坡稳定性模型试验装置，旨在解决对层状岩体在降雨条件下抗滑桩影响边坡稳定性研究的室内模型试验装置还不能准确进行试验和研究，对边坡稳定性的监测不准确的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种降雨时层状岩体上抗滑桩影响边坡稳定性模型试验装置，包括箱体、捣实施力机构、削坡整形机构、抗滑桩布设及注浆淋水机构和监测机构；箱体上端开口，层状岩体试验模拟材料从所述开口侧填充至所述箱体内侧底部，模拟材料铺设成倾斜型；捣实施力机构设于所述箱体内侧壁上，用于捣实模拟材料，不同类型模拟材料的层叠填充与所述捣实施力机构交替动作，模拟材料铺设成倾斜型层叠状的试验模型；削坡整形机构设于所述箱体内侧壁上，用于切削捣实后的试验模型成坡状；抗滑桩布设及注浆淋水机构设于所述箱体内侧壁上，用于向已切削的试验模型上钻孔并向钻孔内注浆，还用于向试验模型上淋水，在钻孔内注浆后形成抗滑桩；监测机构通过所述捣实施力机构对已布设抗滑桩的试验模型上层模拟材料施加横向推力，施力后通过所述监测机构监测试验模型上层模拟材料的位移量，通过在淋水时模拟材料位移量可判断抗滑桩对边坡稳定性的影响。作为本申请另一实施例，所述监测机构还用于监测试验模型上模拟材料所受到的应力和试验模型的含水率，通过模拟材料的不同应力和不同含水率，用于判断抗滑桩对边坡稳定性的不同影响。作为本申请另一实施例，所述捣实施力机构包括第一调节杆、第二调节杆和捣实台，第一调节杆的一端横向固设于所述箱体内侧壁上、另一端为自由端，所述第一调节杆长度可调；第二调节杆的一端与所述第一调节杆自由端铰接、另一端为自由端，所述第二调节杆长度可调，所述第二调节杆与所述第一调节杆之间夹角可调；捣实台侧部转动连接在所述第二调节杆的自由端，可绕所述第二调节杆轴向旋转，所述捣实台的上端面设有捣实棒、下端面为平面，所述捣实台的平面端借助于所述第一调节杆和所述第二调节杆的配合动作用于捣实模拟材料，所述捣实台相对所述第二调节杆转动180°后，所述捣实台的捣实棒端借助于所述第一调节杆和所述第二调节杆的配合动作用于对试验模型上层模拟材料抵接并施加横向推力。作为本申请另一实施例，所述削坡整形机构包括滑槽体、削刀和推顶件，滑槽体为两组，分别设置在所述箱体内相对两侧壁上；削刀的两相对侧壁分别与两组所述滑槽体内侧滑动连接，用于切削试验模型成坡状；推顶件为两组，分别设于两组所述滑槽体内，均用于推顶所述削刀沿所述滑槽体滑行，所述削刀借助于所述推顶件切削试验模型。作为本申请另一实施例，所述削坡整形机构还包括第一滑槽、弧槽体和第二滑槽，第一滑槽为两组，均横向设于所述箱体内相对两侧壁上，所述滑槽体的一端滑接在所述第一滑槽内并可限位；弧槽体为两组，均横向设于所述箱体内相对两侧壁上，所述滑槽体的另一端滑接在所述弧槽体内并可限位；第二滑槽为两组，均横向设于所述箱体内相对两侧壁上，所述弧槽体滑接在所述第二滑槽内并可限位，所述削刀平面与水平面之间夹角借助于所述滑槽体分别在所述第一滑槽和弧槽体内的滑接调节。作为本申请另一实施例，所述抗滑桩布设及注浆淋水机构包括第三调节杆、第四调节杆、浆体箱、注浆管和钻具，第三调节杆的一端横向固设于所述箱体内侧壁上、另一端为自由端，所述第三调节杆长度可调；第四调节杆的一端与所述第三调节杆自由端铰接、另一端为自由端，所述第四调节杆长度可调，所述第四调节杆与所述第三调节杆之间夹角可调；浆体箱侧部转动连接在所述第四调节杆的自由端，所述浆体向内容纳有浆液或水；注浆管为多个，竖向设置，并排设于所述浆体箱底端，上端连通所述浆体箱内部、下端设有多个喷浆孔，所述浆体箱内浆液通过所述喷浆孔注入钻孔、水通过所述喷浆孔喷向试验模型；在每个所述注浆管上均套接有套筒，所述套筒上端与所述浆体箱底端固结，所述套筒下部外圆周上均设有多个与所述喷浆孔连通的通孔，所述钻具竖向设于所述套筒底端，所述钻具用于向已切削的试验模型上钻进成孔。作为本申请另一实施例，所述钻具与所述套筒之间距离可调节，通过使用不同位置的钻具进行钻进，可在试验模型上形成格构式、丁字式、梅花式和双三角式的抗滑桩布设形式。作为本申请另一实施例，所述监测机构包括角度盘、支撑架和位移杆，角度盘固设在所述箱体内侧壁上；支撑架固设在所述角度盘下端，内部中空；位移杆竖向穿过所述支撑架，上端用于指示所述角度盘上的角度、下端用于插接在试验模型上层模拟材料内并随模拟材料移动，所述位移杆中下部与所述支撑架下部铰接，模拟材料移动后所述位移杆绕铰接点旋转并在所述角度盘上指示偏转的角度，通过所述位移杆旋转角度可测算出模拟材料的位移量。作为本申请另一实施例，所述监测机构还包括应变片、监测表和含水率测试仪，应变片为多个，贴在模拟材料上，用于监测作用于模拟材料上的应力或模拟材料应变值；监测表分别与多个所述应变片电性连接，用于接收多个所述应变片的监测信号，所述监测表上可显示模拟材料的应变值；含水率测试仪插接在模拟材料内，用于监测模拟材料的含水率。作为本申请另一实施例，所述箱体内侧底部设有用于铺设模拟材料的基座，所述箱体上端固设有用于监控所述捣实施力机构、所述削坡整形机构和所述抗滑桩布设及注浆淋水机构运行的监控器。本专利技术提供的降雨时层状岩体上抗滑桩影响边坡稳定性模型试验装置的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术降雨时层状岩体上抗滑桩影响边坡稳定性模型试验装置，将层状岩体试验模拟材料填充到箱体内部并铺设成倾斜状，通过捣实施力机构捣实模拟材料，使不同类型模拟材料的层叠填充与捣实施力机构交替动作，模拟材料铺设成倾斜型层叠状的试验模型，通过削坡整形机构对捣实后的试验模型切削成坡状，通过抗滑桩布设及注浆淋水机构向已切削的试验模型上钻孔并向钻孔内注浆和向试验模型上淋水，在钻孔内注浆后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.降雨时层状岩体上抗滑桩影响边坡稳定性模型试验装置，其特征在于，包括：/n箱体，上端开口，层状岩体试验模拟材料从所述开口侧填充至所述箱体内侧底部，模拟材料铺设成倾斜型；/n捣实施力机构，设于所述箱体内侧壁上，用于捣实模拟材料，不同类型模拟材料的层叠填充与所述捣实施力机构交替动作，模拟材料铺设成倾斜型层叠状的试验模型；/n削坡整形机构，设于所述箱体内侧壁上，用于切削捣实后的试验模型成坡状；/n抗滑桩布设及注浆淋水机构，设于所述箱体内侧壁上，用于向已切削的试验模型上钻孔并向钻孔内注浆，还用于向试验模型上淋水，在钻孔内注浆后形成抗滑桩；以及/n监测机构，通过所述捣实施力机构对已布设抗滑桩的试验模型上层模拟材料施加横向推力，施力后通过所述监测机构监测试验模型上层模拟材料的位移量，通过在淋水时模拟材料位移量可判断抗滑桩对边坡稳定性的影响。/n

【技术特征摘要】
1.降雨时层状岩体上抗滑桩影响边坡稳定性模型试验装置，其特征在于，包括：
箱体，上端开口，层状岩体试验模拟材料从所述开口侧填充至所述箱体内侧底部，模拟材料铺设成倾斜型；
捣实施力机构，设于所述箱体内侧壁上，用于捣实模拟材料，不同类型模拟材料的层叠填充与所述捣实施力机构交替动作，模拟材料铺设成倾斜型层叠状的试验模型；
削坡整形机构，设于所述箱体内侧壁上，用于切削捣实后的试验模型成坡状；
抗滑桩布设及注浆淋水机构，设于所述箱体内侧壁上，用于向已切削的试验模型上钻孔并向钻孔内注浆，还用于向试验模型上淋水，在钻孔内注浆后形成抗滑桩；以及
监测机构，通过所述捣实施力机构对已布设抗滑桩的试验模型上层模拟材料施加横向推力，施力后通过所述监测机构监测试验模型上层模拟材料的位移量，通过在淋水时模拟材料位移量可判断抗滑桩对边坡稳定性的影响。


2.如权利要求1所述的降雨时层状岩体上抗滑桩影响边坡稳定性模型试验装置，其特征在于，所述监测机构还用于监测试验模型上模拟材料所受到的应力和试验模型的含水率，通过模拟材料的不同应力和不同含水率，用于判断抗滑桩对边坡稳定性的不同影响。


3.如权利要求1所述的降雨时层状岩体上抗滑桩影响边坡稳定性模型试验装置，其特征在于，所述捣实施力机构包括：
第一调节杆，一端横向固设于所述箱体内侧壁上、另一端为自由端，所述第一调节杆长度可调；
第二调节杆，一端与所述第一调节杆自由端铰接、另一端为自由端，所述第二调节杆长度可调，所述第二调节杆与所述第一调节杆之间夹角可调；以及
捣实台，侧部转动连接在所述第二调节杆的自由端，可绕所述第二调节杆轴向旋转，所述捣实台的上端面设有捣实棒、下端面为平面，所述捣实台的平面端借助于所述第一调节杆和所述第二调节杆的配合动作用于捣实模拟材料，所述捣实台相对所述第二调节杆转动180°后，所述捣实台的捣实棒端借助于所述第一调节杆和所述第二调节杆的配合动作用于对试验模型上层模拟材料抵接并施加横向推力。


4.如权利要求1所述的降雨时层状岩体上抗滑桩影响边坡稳定性模型试验装置，其特征在于，所述削坡整形机构包括：
滑槽体，为两组，分别设置在所述箱体内相对两侧壁上；
削刀，两相对侧壁分别与两组所述滑槽体内侧滑动连接，用于切削试验模型成坡状；以及
推顶件，为两组，分别设于两组所述滑槽体内，均用于推顶所述削刀沿所述滑槽体滑行，所述削刀借助于所述推顶件切削试验模型。


5.如权利要求4所述的降雨时层状岩体上抗滑桩影响边坡稳定性模型试验装置，其特征在于，所述削坡整形机构还包括：
第一滑槽，为两组，均横向设于所述箱体内相对两侧壁上，所述滑槽体的一端滑接在所述第一滑槽内并可限位；
弧槽体，为两组，均横向设于所述箱体内相对两侧壁上，所述滑槽体的另...

【专利技术属性】
技术研发人员：张骞，张子航，安广斌，赵维刚，徐景涛，张泽雨，许芳，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：河北;13