三維耦合可控滑面邊坡穩(wěn)定性相似試驗系統(tǒng)技術(shù)方案

技術(shù)編號：10360116 閱讀：174 留言：0更新日期：2014-08-27 16:15

本發(fā)明專利技術(shù)涉及三維耦合可控滑面邊坡穩(wěn)定性相似試驗系統(tǒng)，試驗系統(tǒng)由水位控制系統(tǒng)、滑面控制系統(tǒng)、表面位移監(jiān)測系統(tǒng)、深部位移監(jiān)測系統(tǒng)、滑力補償私服控制系統(tǒng)、地震效應控制系統(tǒng)、加固方案監(jiān)測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)邊坡開挖過程中的表面和深部位移監(jiān)測，邊坡失穩(wěn)滑面的搜索，巖土體或弱面(結(jié)構(gòu)面)含水量對邊坡穩(wěn)定性的影響，地震效應對邊坡穩(wěn)定性的影響。該系統(tǒng)能夠同時研究影響邊坡穩(wěn)定性因素的耦合影響，提供的試驗條件更加符合工程實際條件，且能實現(xiàn)參數(shù)連續(xù)變化對邊坡穩(wěn)定性的影響研究，不需要不同參數(shù)分別試驗，更不需要同一參數(shù)不同值分別試驗，能夠大大節(jié)省材料，提高試驗效率和試驗精度，試驗結(jié)果更加真實可靠。

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【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
三維耦合可控滑面邊坡穩(wěn)定性相似試驗系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及鐵路、高速公路、建筑物基坑、露天礦山邊坡、河流岸邊以及自然邊坡。按國際專利技術(shù)分類表(IPC)劃分屬于固定建筑物部，建筑分部，人工開挖邊坡、自然邊坡的穩(wěn)定性分析以及加固方案合理性研究
。
技術(shù)介紹
基礎(chǔ)設(shè)施、鐵路、高速公路的建設(shè)以及露天礦山的開采由于開挖巖土體而形成人工邊坡。工程建設(shè)過程中受周圍環(huán)境的限制或因考慮施工經(jīng)濟合理的要求，常常會形成不同開挖坡度的邊坡體。這些坡體的穩(wěn)定性相當重要，它的變形和穩(wěn)定性直接影響道路運營、市政建設(shè)工程的安全、露天礦的生產(chǎn)安全和服務(wù)年限及產(chǎn)量。只有邊坡設(shè)計合理加固得當，在工程建成運營期間才會減少維護費用，不會發(fā)生滑坡災害而影響交通和生產(chǎn)，避免人員喪亡和財產(chǎn)損失。為了滿足工程安全可靠、經(jīng)濟合理的要求，設(shè)計和施工前必須開展相應的試驗，研究開挖方案和加固措施的可行性。目前，邊坡相似試驗裝置都是簡易裝置，且每次試驗只能在特定參數(shù)下進行，不能實現(xiàn)參數(shù)連續(xù)變化和多種影響因素耦合變化對坡體穩(wěn)定性的影響試驗，因而簡易試驗裝置試驗既浪費時間又浪費材料，且不能同時對多個參數(shù)進行研究，導致試驗數(shù)據(jù)精確性無法保證。因而，開發(fā)研制一種可考慮多種影響因素耦合作用并在試驗過程中可連續(xù)調(diào)整參數(shù)的試驗系統(tǒng)很有必要，可精確分析邊坡工程的穩(wěn)定性，為設(shè)計和施工提供科學依據(jù)，從而可確保邊坡日后運營的穩(wěn)定性，進而保證了鐵路、高速公路的運營安全，露天礦山的有序高效生產(chǎn)和大型基礎(chǔ)設(shè)施的安全穩(wěn)定。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了邊坡施工設(shè)計的科學合理，本專利技術(shù)提供三維耦合可控滑面邊坡穩(wěn)定性試驗分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠...

【技術(shù)保護點】
三維耦合可控滑面邊坡穩(wěn)定性相似試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述試驗系統(tǒng)由水位控制系統(tǒng)、滑面控制系統(tǒng)、表面位移監(jiān)測系統(tǒng)、深部位移監(jiān)測系統(tǒng)、滑力補償私服控制系統(tǒng)、地震效應控制系統(tǒng)、加固方案監(jiān)測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。

【技術(shù)特征摘要】
1.三維耦合可控滑面邊坡穩(wěn)定性相似試驗系統(tǒng)，其特征在于: 所述試驗系統(tǒng)由水位控制系統(tǒng)、滑面控制系統(tǒng)、表面位移監(jiān)測系統(tǒng)、深部位移監(jiān)測系統(tǒng)、滑力補償私服控制系統(tǒng)、地震效應控制系統(tǒng)、加固方案監(jiān)測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。2.如權(quán)利要求1所述的三維耦合可控滑面邊坡穩(wěn)定性相似試驗系統(tǒng)，其特征在于: 所述水位控制系統(tǒng)由18個沿滑面均勻分布的噴水口、水位顯示器、聯(lián)接管路和補水控制器組成；打開補水控制器，水流經(jīng)由管路到達各個噴水口進入滑面巖層中，待滲流穩(wěn)定后水面高度可由水位控制器實時動態(tài)顯示；可以調(diào)節(jié)補水控制器壓力改變地下水位高度。3.如權(quán)利要求1所述的三維耦合可控滑面邊坡穩(wěn)定性相似試驗系統(tǒng)，其特征在于: 所述滑面控制系統(tǒng)由21個頂升千斤頂和置于千斤頂上的柔性面組成，模型在柔性面上澆筑；試驗開始前將各個千斤頂?shù)男谐陶{(diào)整在中央位置，并按照實際的地質(zhì)條件澆筑模型和開挖施工，然后分別調(diào)節(jié)7組千斤頂使坡體傾角緩慢連續(xù)不斷增大，在這一過程中觀察坡體的位移變形情況，直至坡體開始滑移失穩(wěn)為止，從而可以獲得坡體的潛在滑移面和邊坡臨界開挖角度；整個過程千斤頂?shù)目刂剖峭ㄟ^數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中千斤頂控制部分完成并記錄數(shù)據(jù)。4.如權(quán)利要求1所述的三維耦合可控滑面邊坡穩(wěn)定性相似試驗系統(tǒng)，其特征在于: 所述表面位移監(jiān)測系統(tǒng)由布置于頂部的35個位移監(jiān)測探頭與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的表面位移監(jiān)測采集部分構(gòu)成；開始試驗時,將調(diào)節(jié)表面位移監(jiān)測探頭的高度,使其與監(jiān)測巖體接觸良好，開啟數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的位移采集部分，并使其歸零進入測試狀態(tài)；當表面巖體移動時帶動與其接觸良好的位移監(jiān)測探頭一起移動，這一位移可由采集系統(tǒng)采集并記錄。5.如權(quán)利要求1所述的三維耦合可控滑面邊坡穩(wěn)定性相似試驗系統(tǒng)，其特征在于: 所述深部位移監(jiān)測系統(tǒng)布置于潛在滑面以上巖體中，同樣由35個位移監(jiān)測探頭與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的深部位移監(jiān)測采集部分構(gòu)成；深部位移監(jiān)測探頭與上部對應的表面位移監(jiān)測探頭在同一平面坐標位置上，以便結(jié)合分析滑體位移；開始試驗時，開啟數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的深部位移采集部分，并使其歸零進入測試狀態(tài)；當深部巖體移動時帶動深部位移監(jiān)測探頭一起移動，這一位移可由采集系統(tǒng)采集并記錄。6.如權(quán)利要求1所述的三維耦合可控滑面邊坡穩(wěn)定性相似試驗系統(tǒng)，其特征在于: 所述滑力補償私服控制系統(tǒng)由15個私服應力控制千斤頂組成；當試驗模型不能滿足應力相似的條件時，根據(jù)相似理論計算所需補償?shù)膽?，然后試驗中開啟應力補償系統(tǒng)，施加相應應力使模型應力條件達到試驗要求，從而能夠更加真實的進行試驗，滑力補償千斤頂由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的相應部分控制并可實施顯示。7.如權(quán)利要求1所述的三維耦合可控滑面邊坡穩(wěn)定性相似試驗...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王云飛，鄭曉娟，王立平，王利，焦華喆，
申請(專利權(quán))人：河南理工大學，
類型：發(fā)明
國別省市：河南;41