本发明专利技术属于岩土工程技术领域，特别涉及干湿循环作用下模拟膨胀土边坡裂隙发育过程的试验装置。本发明专利技术包括内部设置有膨胀土边坡的模型箱，所述模型箱的顶面和正面均为开口，且所述膨胀土边坡与所述模型箱的正面相对设置；所述模型箱的底部开设有泄水孔，以及所述膨胀土边坡的上方设置有用于模拟自然降雨的降水装置和用于模拟自然光照的加热装置。在本发明专利技术中，降水装置是位于膨胀土边坡的上方，并且在模拟自然降雨过程中，降水是从上往下的作用在膨胀土边坡上；所以，相比于通过离心机进行模拟试验的方式，通过本发明专利技术所提供的干湿循环作用下模拟膨胀土边坡裂隙发育过程的试验装置，能够试验处降雨对膨胀土边坡冲刷影响的问题。能够试验处降雨对膨胀土边坡冲刷影响的问题。能够试验处降雨对膨胀土边坡冲刷影响的问题。
【技术实现步骤摘要】
干湿循环作用下模拟膨胀土边坡裂隙发育过程的试验装置
[0001]本专利技术属于岩土工程
，特别涉及一种干湿循环作用下模拟膨胀土边坡裂隙发育过程的试验装置。
技术介绍
[0002]膨胀土在我国分布广泛，其具有典型胀缩、裂隙性。在炎热、多雨的复杂气候作用下，膨胀土边坡表面往往产生规模庞大、发育程度明显的裂隙网络，为水分的浸入提供了天然的优先通道，从而会加速坡体结构的整体劣化，进而使得在高速公路等交通基础设施建设过程中会出现滑坡、塌陷等灾害。
[0003]目前，通过室内等比缩尺模型试验能较好解决仪器布设问题，在环境模拟器作用下可以再现各类复杂自然环境，在一定程度上可以反映出膨胀土边坡在干湿交替作用下裂隙发育动态特征及浅层坡体物理力学响应。
[0004]但是，现有用于模拟膨胀土边坡在干湿交替作用下裂隙发育动态特征的模型装置，一般是基于离心机对小比尺膨胀土边坡模型开展试验，由于离心机尺寸的限制，从而难以反映出降雨对膨胀土边坡冲刷的影响。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于，针对现有技术中，现有用于模拟膨胀土边坡在干湿交替作用下裂隙发育动态特征的模型装置，一般是基于离心机对小比尺膨胀土边坡模型开展试验，从而难以反映出降雨对膨胀土边坡冲刷影响的问题，提供干湿循环作用下模拟膨胀土边坡裂隙发育过程的试验装置。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]干湿循环作用下模拟膨胀土边坡裂隙发育过程的试验装置，包括内部设置有膨胀土边坡的模型箱，所述模型箱的顶面和正面均为开口，且所述膨胀土边坡与所述模型箱的正面相对设置；
[0008]所述模型箱的底部开设有泄水孔，以及所述膨胀土边坡的上方设置有用于模拟自然降雨的降水装置和用于模拟自然光照的加热装置。
[0009]在本专利技术所提供的干湿循环作用下模拟膨胀土边坡裂隙发育过程的试验装置中，膨胀土边坡的上方设置有降水装置和加热装置，从而便于在试验过程中模拟自然界中干湿交替的环境。在本专利技术所提供的干湿循环作用下模拟膨胀土边坡裂隙发育过程的试验装置中，模型箱底部设置有泄水孔，从而有利于排出模型箱内部的积水。
[0010]同时，在本专利技术所提供的干湿循环作用下模拟膨胀土边坡裂隙发育过程的试验装置中，模型箱的正面和顶面均为开口设置，从而有利于膨胀土边坡能够得到均匀的降雨和光照，进而有利于保证试验的有效性和可靠性。
[0011]另外，在本专利技术所提供的干湿循环作用下模拟膨胀土边坡裂隙发育过程的试验装置中，降水装置是位于膨胀土边坡的上方，并且在模拟自然降雨过程中，降水是从上往下的
作用在膨胀土边坡上；所以，相比于通过离心机进行模拟试验的方式，通过本专利技术所提供的干湿循环作用下模拟膨胀土边坡裂隙发育过程的试验装置，能够试验处降雨对膨胀土边坡冲刷影响的问题。
[0012]进一步的，所述降水装置包括喷头，且所述喷头高出所述模型箱的顶部。
[0013]在本专利技术所提供的干湿循环作用下模拟膨胀土边坡裂隙发育过程的试验装置中，通过降水装置中的喷头来喷洒降水的方式来模拟自然降雨环境；其中，降水包括雨水或自来水等。在试验过程中，如果喷头位于模型箱的内部，也即喷头的位置低于模型箱的顶部，则在喷头喷洒降水的过程中，有可能出现喷头所喷洒的降水击打在模型箱的内侧壁上，而后再降落在模型箱内部的膨胀土边坡上。从而，在降雨强度相等的情况下，会使得膨胀土边坡上在试验过程中所受到的降水量，大于该膨胀土边坡在自然环境中所受到的降水量，进而会影响试验结果。而将喷头位于所述模型箱的外部，也即让喷头的位置高出模型箱的顶部，则在降雨强度相等的情况下，可以尽量使膨胀土边坡上在试验过程中所受到的降水量，与该膨胀土边坡在自然环境中所受到的降水量尽量相同，进而可以提高试验的有效性和可靠性。
[0014]进一步的，还包括在所述模型箱的周向上围边设置的隔水挡件，且在所述隔水挡件下方设置有集水槽，所述集水槽用于收集所述喷头喷洒出所述膨胀土边坡外的降水；
[0015]所述降水装置位于所述隔水挡件的内部；
[0016]所述模型箱正面的下端设置有径流收集槽，所述径流收集槽用于收集所述膨胀土边坡坡面上外流的降水。
[0017]在试验过程中，降水装置通过喷头所喷洒的降水总量是可知的，而本专利技术通过隔水挡件和集水槽可以获得洒出膨胀土边坡外的降水量，可以通过径流收集槽获得膨胀土边坡坡面上外流的降水量，进而可以获得膨胀土边坡上浸入的降水量。所以，通过上述结构，有利于帮助试验者进行更加精确地分析膨胀土边坡裂隙在坡体内部发育的特征。
[0018]在本专利技术所提供的干湿循环作用下模拟膨胀土边坡裂隙发育过程的试验装置中，“在模型箱的周向上围边设置的隔水挡件”是指：隔水挡件是沿模型箱的周向进行设置。具体地，隔水挡件可以是在模型箱的周向呈环状设置，隔水挡件也可以在模型箱的周向呈半环状设置等。由于模型箱的正面为开口设置，并且在模型箱正面的下端设置有径向收集槽，所以，隔水挡件可以设置在模型箱的其它三个侧面上，相应地，集水槽也设置在模型箱的其它三个侧面上。当然，在模型箱的正面也可以设置隔水挡件，并且在模型箱正面的隔水挡件下端可以单独设置一个集水槽，也可以使模型箱正面隔水挡件的下端连接至径流收集槽。
[0019]进一步的，所述膨胀土边坡的内部至少设置有一组探头测量仪，且所有所述探头测量仪位于不同深度的断面层上；
[0020]每组所述探头测量仪均包括有含水量测量仪和基质吸力探头，且在每组所述探头测量仪中，所述含水量测量仪和所述基质吸力探头在同一断面层上。
[0021]膨胀土边坡裂隙发育深度通过非破坏式的方法往往难以测定。而本专利技术所提供的干湿循环作用下模拟膨胀土边坡裂隙发育过程的试验装置，通过在不同深度的断面埋设探头测量仪，而探头测量仪包括含水量测量仪和基质吸力探头，进而可以帮助试验者获得膨胀土边坡上的降雨入渗量；以及通过含水量测量仪和基质吸力探头的测量值，可以进一步帮助试验者获得膨胀土边坡裂隙深度的发育情况。
[0022]进一步的，每组所述探头测量仪包括两个所述含水量测量仪和两个所述基质吸力探头；
[0023]两个所述含水量测量仪在对应的断面层上呈斜对称分布，两个所述基质吸力探头在对应的断面层上呈斜对称分布。
[0024]通过上述结构，有利于帮助试验者精确地获得膨胀土边坡上的降雨入渗量，进而帮助试验者获得膨胀土边坡裂隙深度的发育情况。优选地，含水量测量仪可以选择具有温度传感功能的测量仪，从而还可以检测膨胀土边坡内部侵入雨水的温度，进而可以帮助试验者更全面地了解膨胀土边坡裂隙的发育情况，可以进一步地帮助试验者得出膨胀土边坡裂隙的发育特征。
[0025]进一步的，所述降水装置还包括水源供应装置和用于检测降水强度和均匀度的雨量计，所述喷头通过供水管路与所述水源供应装置相连，且所述水源供应装置中设置有调压水泵；
[0026]所述加热装置包括热量光照供应装置和太阳辐射功率计，所述光照供应装置的光照方向分别与所述膨胀土边本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.干湿循环作用下模拟膨胀土边坡裂隙发育过程的试验装置，其特征在于：包括内部设置有膨胀土边坡(1)的模型箱(2)，所述模型箱(2)的顶面和正面均为开口，且所述膨胀土边坡(1)与所述模型箱(2)的正面相对设置；所述模型箱(2)的底部开设有泄水孔(21)，以及所述膨胀土边坡(1)的上方设置有用于模拟自然降雨的降水装置(3)和用于模拟自然光照的加热装置(4)。2.如权利要求1所述的干湿循环作用下模拟膨胀土边坡裂隙发育过程的试验装置，其特征在于：所述降水装置(3)包括喷头(31)，且所述喷头(31)高出所述模型箱(2)的顶部。3.如权利要求2所述的干湿循环作用下模拟膨胀土边坡裂隙发育过程的试验装置，其特征在于：还包括在所述模型箱(2)的周向上围边设置的隔水挡件(5)，且在所述隔水挡件(5)下方设置有集水槽(6)，所述集水槽(6)用于收集所述喷头(31)喷洒出所述膨胀土边坡(1)外的降水；所述降水装置(3)位于所述隔水挡件(5)的内部；所述模型箱(2)正面的下端设置有径流收集槽(7)，所述径流收集槽(7)用于收集所述膨胀土边坡(1)坡面上外流的降水。4.如权利要求3所述的干湿循环作用下模拟膨胀土边坡裂隙发育过程的试验装置，其特征在于：所述膨胀土边坡(1)的内部至少设置有一组探头测量仪(8)，且所有所述探头测量仪(8)位于不同深度的断面层上；每组所述探头测量仪(8)均包括有含水量测量仪(81)和基质吸力探头(82)，且在每组所述探头测量仪(8)中，所述含水量测量仪(81)和所述基质吸力探头(82)在同一断面层上。5.如权利要求4所述的干湿循环作用下模拟膨胀土边坡裂隙发育过程的试验装置，其特征在于：每组所述探头测量仪(8)包括两个所述含水量测量仪(81)和两个所述基质吸力探头(82...
【专利技术属性】
技术研发人员：张红日，杨济铭，徐永福，张二毛，李红明，罗吉智，汪磊，李春，张红星，罗世毅，蓝天助，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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