本发明涉及一种公路边坡工程以及建筑工程中的滑坡灾害模型试验装置，具体涉及一种锚杆对滑坡体加固效果影响的模型试验装置。
背景技术：
随着高速公路施工的广泛发展，越来越多的复杂工况及施工难题相继出现，随之而来的地质灾害问题也愈渐显著。尤其在我国中西部山区等地层破碎、地质条件复杂而且气候多变的地域，交通公路的大量修建不可避免地会引发滑坡灾害，而现如今在公路边坡加固方面已大量使用锚杆进行加固。但具体在锚杆设置方面的研究尚未十分清楚，因此有必要针对锚杆对滑坡体加固效果做更加深入的研究。
国内外相关学者针对锚杆角度与长度对滑坡体加固效果的研究方法主要是理论分析法、数值模拟法以及现场监测法。理论分析法是利用莫尔-库伦理论，通过假定对研究模型进行简化，但在一定程度上不能准确考虑锚杆与滑坡体之间的复杂关系；数值模拟方法一般需要借助大型商用软件，数值模型的建立较为复杂。此外，由于土工测试仪器设备的限制很难获得精确的土体物理力学参数，而土体参数的变化对数值模拟结果影响很大，因此容易造成计算结果的偏差。现场监测方法是获取锚杆加固滑坡体时重要手段之一，但是受仪器设备以及人为观察因素等限制，现场测试结果具有一定偏差，同时现场监测需要投入一定量的人力物力，现场预埋测试元件非常容易在施工中受到破坏，从而延误监测乃至得到错误监测信息。
技术实现要素：
本发明目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种锚杆对滑坡体加固效果影响的模型试验装置，实现对锚杆加固滑坡体的模拟，准确测量滑坡面的变化以及加固效果，并进行分析。
本发明为解决其技术问题而采用以下技术方案：一种锚杆对滑坡体加固效果影响的模型试验装置，包括模型箱、人工夯填黄土模型、锚杆锚固模拟装置、多个位移计、多个千分表、多个电阻应变片，所述模型箱由一个底面，四个侧面组成；所述人工夯填黄土模型放置于模型箱中，由黄土分层夯实填筑，具有一个滑坡面，滑坡面方向沿模型箱长边；所述锚杆锚固模拟装置位于人工夯填黄土模型内部并且分设多排多列，多个位移计分别通过位移计支架固定在坡顶的土体上；多个千分表分别固定在边坡表面；多个电阻应变片沿锚杆方向均匀粘贴在锚杆锚固模拟装置的锚杆上。
所述模型箱边界处铺设塑料薄膜，用于减少边界效应的影响。
所述锚杆锚固模拟装置在人工夯填黄土模型内部分为锚固段和自由段，锚固段通过注浆使锚筋与周围土体粘结，自由段通过灌砂使锚筋与周围土体粘结。
所述锚杆模拟装置为带有固定螺栓的套筒结构，可在一定范围内实现长度的自由伸缩，增加锚杆模拟装置的实用性，用于实现不同锚杆长度对滑坡加固效果的试验。
所述滑坡面上涂抹一层凡士林来实现模拟滑坡体的滑动。
布设于坡顶、坡体中部以及坡脚的所述千分表，用于测量滑坡水平滑移变化。
布置于滑坡体的坡顶的多个位移计，用于来监测坡顶发生的垂直位移。
本发明的有益效果是：
本发明与现有技术相比较，具有如下显著优点：1、本试验测试装置可以简单人工制作，在相关科研中广泛性良好，试验测试方案具有较强扩展性，可以进一步应用到不同锚杆锚固条件下锚杆加固滑坡体影响效应的研究中；2、本试验的滑坡面模拟装置位于人工填土中，以涂抹凡士林来对工况进行细致模拟；3、本试验中通过以一定的顺序堆加沙袋施加荷载，来模拟滑坡体的逐步形成情况；4、引入多个位移测试装置，可通过对滑坡体的位移准确测量，得到锚杆加固滑坡体影响效应；5、本试验运用电阻应变片测量锚杆变形，并运用静态应变测试系统，使模拟结果更加准确、更加可信；6、采用本套装置进行对锚杆加固滑坡体影响的模型试验，可为公路边坡工程现场施工提供良好的咨询与建议，对于锚杆加固滑坡体技术标准以及滑坡体的安全保护措施提供一定的理论参考。
附图说明
图1为本发明在实施例中的模型剖面示意图；
图2为本发明在实施例中的锚杆锚固模拟装置以及应变片布置模拟装置图；
图3为本发明在实施例中的滑坡体千分表布置正视图；
图4为本发明在实例中的滑坡体坡顶位移计布置俯视图。
具体实施方式
下面结合附图，通过一个优选实例对本发明作进一步地详细说明。
首先，制作一个模型箱、一个人工填土模型、一套锚杆锚固模拟装置、多个位移测试器。
图1为本发明在实施例中的模型剖面示意图，如图1所示，模型箱18为底面、四个侧面，内部空间尺寸为3000mm×2400mm×2000mm（长×宽×高），所有面均采用厚度为20mm的透明玻璃所制，为减少边界效应，模型箱两侧均铺设塑料膜。人工填土模型为黄土分层夯实填筑。该剖面中的锚杆20～24按图1中方式布置，其中，锚杆20、21、22、23、24之间的距离相等，锚杆20所在排的锚杆中心距坡面顶部距离为200mm，锚杆24所在排的锚杆中心距坡面底部距离也为200mm，布置于靠近模型箱侧面的锚杆均距离模型箱侧面200mm，位移计均通过位移支架19固定，位移支架19固定于模型箱18上部，位移计12、16间距300mm，位移计16距边坡面50mm，千分表2固定于距锚杆20端部中心正下方40mm处，千分表5固定于锚杆22端部中心正上方40mm处，千分表8固定于锚杆24端部中心正上方40mm处。
图2为本发明在实施例中的锚杆锚固模拟装置。如图2所示，以图1中锚杆21为例。锚杆采用锚固段注浆，自由段灌砂的锚杆，锚固段注浆通过砂浆段体积来控制。锚杆1~4排（从坡顶到坡底，即锚杆20~23所在排）锚固长度为300mm，第5排锚固长度为200mm，锚杆砂浆标号统一为m30，锚筋为普通常见的
滑坡推力的增加通过人工分级堆加沙袋来实现，每级加载相同，每级加载后实时测试并记录数据，待数据基本稳定后进行下一次加载以及记录。
图3为本发明在实施例中的千分表测点布置正视图。共设置九组千分表，千分表1、2、3设置于坡顶；千分表4、5、6放置于坡体中部；千分表7、8、9放置于坡底，千分表1、4、7和千分表3、6、9距侧面边距为150mm，千分表1、2、3和千分表7、8、9距坡体上下边界分别为200mm，千分表1、4、7之间间距同图1中千分表2、5、8，千分表3、6、9之间间距同图1中千分表2、5、8，千分表1、4、7与千分表2、5、8之间的间距为1050mm，千分表3、6、9与千分表2、5、8之间的间距为1050mm。
图4为本发明在实例中的位于坡顶的位移计布置俯视图。共设8个位移计，位移计10～13距下边界200mm，位移计14～17距位移计10～13分别为150mm，位移计10～13之间相邻位移计距离500mm，位移计14～17之间相邻位移计距离500mm，位移计10、13距左右边界300mm，位移计14、17距左右边界300mm。
以下列出利用本发明的模型箱进行模拟的几种情况。
模拟一：本次模拟锚筋锚固角度相同，但锚固长度不同对滑坡体加固效果的影响。设置三组相同尺寸，相同土质的人工填土模型，滑坡面的设置，位移计的布设以及锚杆的排数、列数、直径、材料和间距也均相同，锚杆的锚固设置角度均相同，与水平面成20°，三组的锚杆在锚固段的长度不同，分别为1500mm、2500、3500mm，但同组的锚杆设置长度均为一致，三组堆砂方式以及加载速度均相同。满足上述条件后，进行试验并得出数据，分析不同锚固长度对滑坡体加固效果的影响。
模拟二：本次模拟锚筋锚固角度不同，但锚固长度相同对滑坡体加固效果的影响。设置三组相同尺寸，相同土质的人工填土模型，滑坡面的设置，位移计的布设，锚杆的排数、列数、直径、材料和间距也均相同，锚杆的锚固设置长度均为2500mm，三组的锚杆在锚固角度上呈现不同，与水平面所成角度分别为10°、20°、30°，但同组的锚杆设置角度均为一致，三组堆砂方式以及加载速度均相同。满足上述条件后，进行试验并得出数据，分析不同锚固角度对滑坡体加固效果的影响。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不以此为限，还可以在不超出本发明的要点的范围内进行适当变更。
本发明上述实例通过锚杆不同长度与角度对于加固滑坡体影响效应的模型试验装置，可以获得不同锚杆长度以及锚杆设置角度条件下，对滑坡体加固效果的影响，从而较为准确地获得滑坡体在锚杆加固后的滑坡面位移、土体沉降以及锚杆变形的技术效果。