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原文传递一种加筋土高填方边坡离心模型试验方法

专利名称：	一种加筋土高填方边坡离心模型试验方法
摘要：	本发明公开了一种加筋土高填方边坡离心模型试验方法,包括A1.确定加筋土高填方边坡的原型，并制作成同样的填方边坡形态；A2.根据原型填料的成分构成，主要按照强度等同原则分别筛选和配制室内模型主要相似模拟材料；A3.将A2步骤中选取的主要相似模拟材料，根据原型制作成室内实验模型，并在模型内埋设传感器在模型正面和侧面安装高清摄像机对模型进行观察；A4.将实验模型置于大型土工离心机内，通过离心加速度补偿模型缩小而减少的自重。本发明主要以大型离心机施加离心加速度来补充因模型缩小而减少的自重；以及模型材料使用原型材料或与原型材料属性近一致的重塑材料，从而保证模拟结果能真实反映加筋土高填方边坡的实际受力和稳定情况。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	成都理工大学
发明人：	任洋;李天斌;杨玲
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-21T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-31T00:00:00+0800
申请号：	CN201811572701.7
公开号：	CN109826245A
代理机构：	成都拓荒者知识产权代理有限公司
代理人：	邹凯
分类号：	E02D33/00(2006.01);E;E02;E02D;E02D33
申请人地址：	610059 四川省成都市成华区二仙桥东三路1号
主权项：	1.一种加筋土高填方边坡离心模型试验方法，其特征在于，包括以下步骤： A1.确定加筋土高填方边坡原型，将边坡原型尺寸按照1/n倍的比例缩小，并制作成同样的填方边坡形态； A2.根据原型填料的成分构成，主要按照强度等同原则分别筛选和配制室内模型的填土材料、基岩材料、土工格栅、抗滑桩等主要相似模拟材料； A3.将A2步骤中选取的填土材料、基岩材料、土工格栅、抗滑桩等主要相似模拟材料，根据原型制作成室内实验模型，并在模型内埋设传感器 A4.将制作好的试验模型置于大型土工离心机内，通过施加n·g离心加速度补偿模型缩小而减少的自重，使模型和原型边坡有一致的应力环境，通过离心试验对模型边坡的受力及稳定性展开分析。 2.根据权利要求1所述的加筋土高填方边坡离心模型试验方法，其特征在于，所述A3步骤中埋设的传感器包括差动式位移计、土压力传感器和电阻式应变计。 3.根据权利要求1所述的加筋土高填方边坡离心模型试验方法，其特征在于，所述A4步骤中检测边坡稳定性是通过差动式位移计监测坡顶的沉降变形，且通过侧边安置的标志点在试验前后的变化来确定侧向变形，通过土压力计来监测坡体内部的土压力；在模型正面和侧面安装高清摄像机对模型进行观察。 4.根据权利要求1所述的加筋土高填方边坡离心模型试验方法，其特征在于，所述A2步骤中，填土相似模拟材料是将人工石英砂和晾晒含水率低于1％并碾碎后的粉质粘土倒入孔径10mm、5mm、2mm、1mm、0.5mm、0.25mm、0.075mm的标准样筛中，由上而下顺序称取各级筛上及底盘内土样的质量，分别取1mm、0.5mm、0.25mm、0.075mm及以下的筛上砂土混合物，并按质量份计小于0.075mm的33份：0.75mm～0.25mm的25份：0.25mm～0.5mm的12份：0.5mm～1mm的12份：1mm～2mm的18份的配合比进行人工配置。 5.根据权利要求4所述的加筋土高填方边坡离心模型试验方法，其特征在于，将上述配置完成的填土材料混合均匀后进行含水率击实测试，按照含水率6％～19％进行配置，配置重量3公斤，将配置好的土样包裹于密封性良好的容器中，闷料一昼夜，将制备好的土样按所选击实方法分多次倒入击实筒，每层按规定的击实次数进行击实，要求击完后余土高度不超过试筒顶面5mm。 6.根据权利要求5所述的加筋土高填方边坡离心模型试验方法，其特征在于，将击实后的土样取出后，测定击实土样的含水量和测算击实后土样的湿密度，再对土样进行烘干处理确定土样的干密度，以干密度为纵坐标，含水量为横坐标绘制曲线，曲线上峰值点为最佳含水量。 7.根据权利要求6所述的加筋土高填方边坡离心模型实验方法，其特征在于，将最佳含水量的土样进行剪切测试，通过直剪设备测量土样的粘聚力和摩擦角，并和实际的填方边坡原型填土材料参数进行对比，直到配备的模型填土材料和实际填土参数强度一致。 8.根据权利要求1所述的加筋土高填方边坡离心模型试验方法，其特征在于，所述A2步骤中，基岩相似模拟材料是根据原型基岩的力学性质和强度，室内模型采用等强度的混凝土，并按照基岩的产状和形态进行浇筑；所述土工格栅相似模拟材料是根据原型中格栅的主要参数指标(抗拉强度和延伸率)，选取相应的相似材料制成室内模型试验所用的土工格栅。 9.根据权利要求1所述的加筋土高填方边坡离心模型试验方法，其特征在于，所述A3步骤中，制作试验模型，主要包括以下步骤： B1.将制作好的塑料网格纸紧贴于模型箱的有机玻璃一侧，按照设计方案在网格纸上画出边界并以网格纸所示轮廓线浇筑基岩，为达到基岩的设计强度，基岩浇筑后拆模并养护28天； B2.制作基岩的同时埋设抗滑桩，所有抗滑桩埋设完毕后，安装挡土板； B3.为控制填方体密度，填方土体严格执行分层填筑，保证其密实度； B4.填方体填筑过程中严格按照设计方案埋设土压力传感器、铺设土工格栅； B5.填方体填筑完成随即浇筑面板，养护一定时间使其达到设计强度； B6.整个模型制作完成后，将模型箱吊入离心机设备，安装用于测量边坡沉降变形的差动式位移计和高清摄像机。 10.根据权利要求1所述的加筋土高填方边坡离心模型试验方法，其特征在于，所述A4步骤中，由于室内模型缩尺为原型的1/n倍，离心加速度需要施加n·g,具体比例n＝110。离心机试验加载方案具体为：第一阶段，0g～40g：离心加速度从0g匀速加载到40g，恒载3min；第二阶段40g～80g：匀速加载到80g，恒载3min；第三阶段80g～110g：匀速加载到110g，恒载43min。
所属类别：	发明专利