一种岩质边坡地基的承载力载荷试验系统及方法技术方案

本发明专利技术属于岩质边坡地基选择技术领域，公开了一种岩质边坡地基的承载力载荷试验系统及方法，所述岩质边坡地基的承载力载荷试验系统包括：岩质地基试验选择模块、岩质地基打孔模块、受力面积检测模块、拉力检测模块、显示模块、中央处理模块、无线信号收发模块、移动终端、承载力曲线绘制模块、承载力评估模块、云存储模块和大数据处理模块。本发明专利技术通过大数据处理模块将整体系统对岩石地基检测的数据，传递到网络中进行大数据进行处理，提高岩质边坡地基的承载力载荷试验的准确度，为岩质边坡地基选择提供可靠的数据参考。同时本发明专利技术通过无线信号收发模块与移动终端连接，将岩质地基试验系统的数据，传递到移动终端中，实现远程的监控和控制。

【技术实现步骤摘要】
一种岩质边坡地基的承载力载荷试验系统及方法
本专利技术属于岩质边坡地基选择
，尤其涉及一种岩质边坡地基的承载力载荷试验系统及方法。
技术介绍
目前，地基是指建筑物下面支承基础的土体或岩体。作为建筑地基的土层分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。地基有天然地基和人工地基(复合地基)两类。天然地基是不需要人加固的天然土层。人工地基需要人加固处理，常见有石屑垫层、砂垫层、混合灰土回填再夯实等。地基要具有足够的承载力；变形--地基的沉降量需控制在一定范围内，其次不同部位的地基沉降差不能太大，否则建筑物上部会产生开裂变形；稳定--地基要有防止产生倾覆、失稳方面的能力。同时承载力指地基的强度对建筑物负重的能力，现已演变为对发展的限制程度进行描述的最常用概念之一。对于岩质边坡地基的选择，岩质边坡地基的承载力载荷试验起着关键性的作用。但是岩质边坡地基的承载力载荷试验只能对岩质地基承载力载荷数据进行单一化分析处理，降低了岩质边坡地基的承载力载荷试验数据分析的准确度。同时岩质边坡地基的承载力载荷试验，不能实现远程监测分析。针对场地狭小的特殊岩质边坡地基，开展常规地基承载力载荷试验存在诸多技术困难与分级加载施工不便的现状，特采用岩质地基锚索嵌固段的抗拉拔破坏试验来测试岩质边坡地基的承载力。通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：对狭小场地岩质边坡常规地基承载力载荷试验分级加载施工技术困难。岩质边坡地基的承载力载荷试验只能对岩质地基承载力载荷数据进行单一化分析处理，降低了岩质边坡地基的承载力载荷试验数据分析的准确度。同时岩质边坡地基的承载力载荷试验，不能实现远程监测分析。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种岩质边坡地基的承载力载荷试验系统及方法。本专利技术是这样实现的，一种岩质边坡地基的承载力载荷试验方法，所述岩质边坡地基的承载力载荷试验方法包括以下步骤：步骤一，通过岩质地基试验选择模块根据岩石地基的结构及其他地质因素选择试验用岩质边坡地基；通过岩质地基打孔模块利用钻机在岩质地基下方的边坡上进行打孔，并且在地孔中两侧向外侧凿入一定的延伸度；将锚索的嵌固段卡接在向外延伸的延伸孔，并且利用拉绳栓接在锚索牵固段的端部；同时，在选择的边坡岩质地基上，利用岩石钻孔机中汽油发动机带动冲击钎杆的冲击活塞，利用棘轮的旋转使钎杆在岩石上旋转着冲击岩石；冲击活塞的上下运动，排出的气体进入钎杆中心孔内，把冲击岩石的粉末吹出孔外。步骤二，通过受力面积检测模块根据根据锚索的牵固段确定待检测岩质边坡地基的受力特点，选择关键截面，在关键截面上下缘粘贴应变计；根据关键截面的尺寸，计算相关参数的理论值A理论、EI理论、X理论，并记录应变计的位置；假定当前岩质边坡地基关键截面各参数的偏差系数为α1、α2、α3，根据当前岩质边坡地基的受力特点，向关键截面施加不含轴力的弯矩效应Mj1，用应变计测试加载前后各测点的应变增量值。步骤三，根据平截面假定及弹性材料力学理论计算出关心截面的实测中性轴位置和抗弯刚度，给当前岩质边坡地基施加一偏心荷载Nj、Mj2，用应变计测试加载前后各测点的应变增量值，计算截面实际有效受力面积，最终计算出当前岩质边坡地基关键截面各参数的偏差系数α1、α2、α3；分别计算出每次测试的截面几何特征和相应的偏差系数，最后取平均值，即可确定岩质边坡地基岩石层中实际的受力面积。步骤四，在检测岩质边坡地基的承载力载荷过程中，通过拉力检测模块利用拉力检测装置对锚索的牵固段逐渐施加拉力；通过显示模块利用显示屏对所述岩质边坡地基的承载力载荷试验系统中的整体数据进行显示；通过中央处理模块利用中央处理器协调控制所述岩质边坡地基的承载力载荷试验系统各个模块的正常运行。步骤五，通过无线信号收发模块利用无线信号收发装置将岩质地基试验系统的数据传递至移动终端；通过移动终端实现对所述岩质边坡地基的承载力载荷试验系统的远程监测和调控；通过承载力曲线绘制模块利用曲线绘制程序根据受力面积检测模块、拉力检测模块和锚索上升位移绘制对应的承载力曲线；通过承载力评估模块利用评估程序根据绘制的承载力曲线对岩石地基的整体承载力进行评估。步骤六，通过大数据处理模块将整体系统对岩石地基检测的数据传递到网络中，利用数据处理程序将整体系统中岩石地基检测数据，建立数据训练集；根据数据训练集，建立数据分类器；同时不断利用数据训练集中的数据，对分类器进行分类，得到分类效果最佳的回归系数；使用训练得到的回归系数对输入的数据进行计算，判定所述数据所属的类别，对岩质边坡地基的数据进行分类处理；最后，通过云存储模块利用云数据库服务器存储对所述岩质边坡地基的承载力载荷试验系统的整体数据进行云存储。进一步，步骤一中，所述岩质地基试验选择中需要考虑的其他地质因素包括：边坡岩质地基湿度、边坡岩质地基湿度松软度、边坡岩质地基风化程度和边坡岩质类别。进一步，步骤一中，所述锚索的牵固段的结构为：锚索牵固段下端熔接有卡接板，卡接板中间位置熔接有拉伸杆。进一步，步骤一中，所述岩石钻孔机对岩石地基在打孔过程中，根据岩石的不同硬度，配备不同硬度的合金钎头；根据需要孔的大小，更换不同尺寸的合金钎头。进一步，步骤一中，所述岩石钻孔机对岩石地基在打孔过程中，钎杆下方装有一个根据需要28-40mm的硬质合金钎头。进一步，步骤三中，所述根据平截面假定及弹性材料力学理论计算出关心截面的实测中性轴位置和抗弯刚度的公式如下：其中，E表示测试结构材料弹性模量；I表示截面惯性矩；X表示截面中性轴高度；H表示截面高度；cs表示截面靠近上缘测点距截面最上缘距离；cx表示截面靠近下缘测点距截面最下缘距离；εs表示截面靠近上缘测点正应变；εx表示面靠近下缘测点正应变；Mj1表示竖向荷载作用下主梁弯矩。进一步，步骤三中，所述用应变计测试加载前后各测点的应变增量值，计算截面实际有效受力面积，最终计算出当前岩质边坡地基关键截面各参数的偏差系数α1、α2、α3的公式如下：(1)截面实际有效受力面积为：(2)当前岩质边坡地基关键截面各参数的偏差系数α1、α2、α3分别为：其中，N表示偏心荷载作用下的主梁轴力；Mj2表示偏心荷载作用下的主梁弯矩。本专利技术的另一目的在于提供一种实施所述的岩质边坡地基的承载力载荷试验方法的岩质边坡地基的承载力载荷试验系统，所述岩质边坡地基的承载力载荷试验系统包括：岩质地基试验选择模块，与中央处理模块连接，用于根据岩石地基的结构及其他地质因素选择试验用岩质边坡地基；岩质地基打孔模块，与中央处理模块连接，用于通过钻机在岩质地基下边的边坡上进行打孔；受力面积检测模块，与中央处理模块连接，用于通过受力面积检测设备根据锚索的牵固段确定岩石层实际的受力面积；所述受力面积检测设备为应变计；拉力检测模块，与中央处理模块连接，用于在检测岩质边坡地基的承载力载荷过程中，通过拉力检测装置对锚索的牵固段逐渐施加拉力；显示模块，与中央处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种岩质边坡地基的承载力载荷试验方法，其特征在于，所述岩质边坡地基的承载力载荷试验方法包括以下步骤：/n步骤一，通过岩质地基试验选择模块根据岩石地基的结构及其他地质因素选择试验用岩质边坡地基；通过岩质地基打孔模块利用钻机在岩质地基下方的边坡上进行打孔，并且在地孔中两侧向外侧凿入一定的延伸度；将锚索的嵌固段卡接在向外延伸的延伸孔，并且利用拉绳栓接在锚索牵固段的端部；同时，在选择的边坡岩质地基上，利用岩石钻孔机中汽油发动机带动冲击钎杆的冲击活塞，利用棘轮的旋转使钎杆在岩石上旋转着冲击岩石；冲击活塞的上下运动，排出的气体进入钎杆中心孔内，把冲击岩石的粉末吹出孔外；/n步骤二，通过受力面积检测模块根据根据锚索的牵固段确定待检测岩质边坡地基的受力特点，选择关键截面，在关键截面上下缘粘贴应变计；根据关键截面的尺寸，计算相关参数的理论值A

【技术特征摘要】
1.一种岩质边坡地基的承载力载荷试验方法，其特征在于，所述岩质边坡地基的承载力载荷试验方法包括以下步骤：
步骤一，通过岩质地基试验选择模块根据岩石地基的结构及其他地质因素选择试验用岩质边坡地基；通过岩质地基打孔模块利用钻机在岩质地基下方的边坡上进行打孔，并且在地孔中两侧向外侧凿入一定的延伸度；将锚索的嵌固段卡接在向外延伸的延伸孔，并且利用拉绳栓接在锚索牵固段的端部；同时，在选择的边坡岩质地基上，利用岩石钻孔机中汽油发动机带动冲击钎杆的冲击活塞，利用棘轮的旋转使钎杆在岩石上旋转着冲击岩石；冲击活塞的上下运动，排出的气体进入钎杆中心孔内，把冲击岩石的粉末吹出孔外；
步骤二，通过受力面积检测模块根据根据锚索的牵固段确定待检测岩质边坡地基的受力特点，选择关键截面，在关键截面上下缘粘贴应变计；根据关键截面的尺寸，计算相关参数的理论值A理论、EI理论、X理论，并记录应变计的位置；假定当前岩质边坡地基关键截面各参数的偏差系数为α1、α2、α3，根据当前岩质边坡地基的受力特点，向关键截面施加不含轴力的弯矩效应Mj1，用应变计测试加载前后各测点的应变增量值；
步骤三，根据平截面假定及弹性材料力学理论计算出关心截面的实测中性轴位置和抗弯刚度，给当前岩质边坡地基施加一偏心荷载Nj、Mj2，用应变计测试加载前后各测点的应变增量值，计算截面实际有效受力面积，最终计算出当前岩质边坡地基关键截面各参数的偏差系数α1、α2、α3；分别计算出每次测试的截面几何特征和相应的偏差系数，最后取平均值，即可确定岩质边坡地基岩石层中实际的受力面积；
步骤四，在检测岩质边坡地基的承载力载荷过程中，通过拉力检测模块利用拉力检测装置对锚索的牵固段逐渐施加拉力；通过显示模块利用显示屏对所述岩质边坡地基的承载力载荷试验系统中的整体数据进行显示；通过中央处理模块利用中央处理器协调控制所述岩质边坡地基的承载力载荷试验系统各个模块的正常运行；
步骤五，通过无线信号收发模块利用无线信号收发装置将岩质地基试验系统的数据传递至移动终端；通过移动终端实现对所述岩质边坡地基的承载力载荷试验系统的远程监测和调控；通过承载力曲线绘制模块利用曲线绘制程序根据受力面积检测模块、拉力检测模块和锚索上升位移绘制对应的承载力曲线；通过承载力评估模块利用评估程序根据绘制的承载力曲线对岩石地基的整体承载力进行评估；
步骤六，通过大数据处理模块将整体系统对岩石地基检测的数据传递到网络中，利用数据处理程序将整体系统中岩石地基检测数据，建立数据训练集；根据数据训练集，建立数据分类器；同时不断利用数据训练集中的数据，对分类器进行分类，得到分类效果最佳的回归系数；使用训练得到的回归系数对输入的数据进行计算，判定所述数据所属的类别，对岩质边坡地基的数据进行分类处理；最后，通过云存储模块利用云数据库服务器存储对所述岩质边坡地基的承载力载荷试验系统的整体数据进行云存储。


2.如权利要求1所述的岩质边坡地基的承载力载荷试验方法，其特征在于，步骤一中，所述岩质地基试验选择中需要考虑的其他地质因素包括：边坡岩质地基湿度、边坡岩质地基湿度松软度、边坡岩质地基风化程度和边坡岩质类别。


3.如权利要求1所述的岩质边坡地基的承载力载荷试验方法，其特征在于，步骤一中，所述锚索的牵固段的结构为：锚索牵固段下端熔接有卡接板，卡接板中间位置熔接有拉伸杆。


4.如权利要求1所述的岩质边坡地基的承载力载荷试验方法，其特征在于，步骤一中，所述岩石钻孔机对岩石地基在打孔过程中，根据岩石的不同硬度，配备不同硬度的合金钎头；根据需要孔的大小，更换不同尺寸的合金钎头。


5.如权利要求1所述的岩质边坡地基的承载力载荷试验方法，其特征在于，步骤一中，所述岩石钻孔机对岩石地基在打孔过程中，钎杆下方装有一个根据需要28-40mm的硬质合金钎头。


6.如权利要求1所述的岩质边坡地基的承载力载荷试验方法，其特征在于，步骤三中，所述根据平截面假定及弹性材料力学理论计算出关心截面的实测中性...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓夷明，郑立宁，王亨林，胡熠，冯世清，张东明，杨致远，胡建宗，周祥，彭海艳，曾雪松，李元彪，李勇，李部，程宇星，崔雪婷，田川，邵钦，
申请(专利权)人：中国建筑西南勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51