一种基于边坡的固定加载装置的制作方法

本实用新型涉及一种模拟边坡受力的结构装置，具体涉及一种基于边坡的固定加载装置。

背景技术：

边坡工程广泛存在于我国各地，近些年来，我国发生多起因边坡问题引发的重大事故，给国家和人民带来巨大损失。而人类对边坡工程的研究至今已有100多年的历史，已经取得了大量成果，但仍有许多问题需要分析解决及进一步探讨，因此，对边坡的持续研究有着重要的科研及社会价值。

对边坡的稳定性研究评价方法有很多，不同的方法各具特点，均有一定的适用性。目前使用较多的边坡稳定性分析方法有：（1）计算分析法，在岩土力学中采用力学系列方法，对边坡土体建立力学分析模型，包括极限平衡分析法、数值分析法；（2）室内模拟试验法，即通过研究与原型有一定程度相似的模型来分析原型的破坏模式。在力学系列方法中，极限平衡法是较常用的方法，它根据边坡上滑体和滑体分块的力学平衡原理，分析边坡在各种破坏模式下的受力状态；在数值分析方法中，有限元法是较为常用的方法，它部分考虑了边坡岩体的非均质性和不连续性，可以给出岩体的应力、应变大小与分布，但是它不能很好的求解大变形和位移不连续等问题，在实际工程中受物理参数的选取影响也较大，对无限域、应力集中等问题的解决也不理想；而室内模拟试验法，可以相对较严格的控制试验对象的主要参数，不受外界条件和自然条件的限制，能够做到精确无误；同时模拟试验有利于在复杂的试验过程中突出主要矛盾，便于把握和发现内在联系，有时亦可对原型所得结论进行修正及校验。由于模型与原型相比，尺寸一般都是按照特定的相似比例进行缩小，故加工制作相对方便，同时也节省资金、人力和时间。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种基于边坡的固定加载装置，在室内模拟试验法中能满足在不同受力情况下不同边坡条件的承载力及变形要求。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种基于边坡的固定加载装置，其特征在于：

包括水平的铁质底板，铁质底板上表面设置有由角钢组成的立方体基本骨架，基本骨架外固定有机玻璃箱体，有机玻璃箱体内部设置有贴合到有机玻璃箱体内表面并固定于铁质底板上表面的木质活动板；

其中一侧的木质活动板上方的有机玻璃箱体开孔，设置有推力钢板，推力钢板外设置有反力架，推力钢板和反力架之间设置有油压千斤顶。

铁质底板的下表面安装有滑动轮胎。

角钢上预留有螺栓孔，有机玻璃箱体的各块透明有机玻璃通过螺栓固定到角钢上。

反力架由两侧的连接杆和连接杆之间横向的方管钢组成，连接杆为角钢材料，连接杆与立方体基本骨架的角钢通过独立角钢焊接固定。

油压千斤顶包括千斤顶底座和千斤顶活塞，油压千斤顶底座固定于反力架的方管钢上，油压千斤顶活塞端部与推力钢板接触。

本实用新型具有以下优点：

在室内模拟试验法中使用本实用新型装置后，当采用油压千斤顶对推力钢板施加推力时，边坡会受到推力钢板的顶推作用而受力并产生变形，内部土体结构会遭到破坏，随着推力的逐渐增大，边坡所受外力逐渐增大，边坡的变形亦逐渐增大，同时边坡土体的内部结构必然会继续破坏，不同位置处土体的形变及土压力亦会产生差异；当推力增大到一定程度，即下滑力大于抗滑力时，边坡完全破坏，此时可以测量边坡的受力及变形情况，以及在每级推力荷载作用下土体的土压力荷载变化等情况。具体优点主要有：

（1）可以现场拼装，实施便利。本装置各构件通过螺栓连接，现场拼装而成，运输和安装均很方便。

（2）耐久性好，节约投资。本装置一旦完成，可循环使用，省时省力，且本装置的养护及维修费用均较低；

（3）维护更换方便。本装置若失效后，可及时更换部件，即刻恢复功效；实用性好、操作方便、价格低廉，易于推广应用。

（4）可模拟多种边坡滑移及滑坡现象，可根据不同工况设置不同尺寸，根据不同边坡支护措施模拟多种支护型式，可测量多种参数指标。

附图说明

图1—本发明装置平面图；

图2—本发明装置立面图；

图3—本发明装置主要结构主视I-I剖面图；

图4—本发明装置主要结构主视II-II剖面图；

图中：1.有机玻璃箱体 2.木质活动板 3.铁质底板 4.滑动轮胎 5.螺栓 6.角钢 7.油压千斤顶底座 8.方管钢 9.油压千斤顶活塞 10.推力钢板 11.独立角钢。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型涉及一种基于边坡的固定加载装置，包括水平的铁质底板3，铁质底板3下表面安装有滑动轮胎4，铁质底板3上表面设置有由角钢6组成的立方体基本骨架，基本骨架外固定有机玻璃箱体1，有机玻璃箱体1内部设置有贴合到有机玻璃箱体1内表面并固定于铁质底板3上表面的木质活动板2。角钢6上预留有螺栓孔，有机玻璃箱体1的各块透明有机玻璃通过螺栓5固定到角钢6上。

其中一侧的木质活动板2上方的有机玻璃箱体1开孔，设置有推力钢板10，推力钢板10外设置有反力架，推力钢板10和反力架之间设置有油压千斤顶。

反力架由两侧的连接杆和连接杆之间横向的方管钢8组成，连接杆为角钢材料，连接杆与立方体基本骨架的角钢6通过独立角钢11焊接固定。

油压千斤顶包括千斤顶底座7和千斤顶活塞9，油压千斤顶底座7固定于反力架的方管钢8上，油压千斤顶活塞9端部与推力钢板10接触。

该装置主要部件的功能是：在模型箱两侧设置透明的有机玻璃，可以实时观察箱内边坡变形等情况；通过螺栓与木质活动板2连接，可以固定并约束边坡不动区域的变形，而未安装木质活动板2的区域可以观察边坡受力时的位移变化；反力架通过螺栓与模型箱连接，可以很好的节约试验所需空间，同时也保证了不会因为加载装置而使反力架变形；油压千斤顶为主要加载装置，一侧与反力架接触，一侧与推力钢板10接触，推力钢板10则与边坡直接接触；对于每级加载所需推力的程度，可根据实际试验情况自行设置；铁质底板3下表面装有滑动轮胎4，便于该装置灵活移动。

操作时：

步骤一：前期准备。通过现场试验测定边坡及土体参数（包括边坡角度、坡率、高度、主要岩质特性等），根据所得参数选取相似比模型材料，确定模型箱尺寸及油压千斤顶行程等，计算出每级需要施加荷载作用力的大小。

步骤二：制作模型箱。将滑动轮胎4固定于铁质底板3的下部，同时在铁质底板3两侧固定角钢6形成边坡固定基本骨架，按照边坡模型大小，在角钢6上预留螺栓孔，将有机玻璃箱体1与角钢6用螺栓5固定。

步骤三：制作边坡模型。将木质活动板2与角钢6用螺栓5固定，使模型箱达到四周封闭状态，将准备好的边坡模型材料按照边坡模型要求填筑于模型箱内，着重检查边坡模型的大小、高度及坡率等。

步骤四：安装反力架。将木质活动板2撤掉，将角钢6与方管钢8焊接，组成反力架，将反力架与独立角钢11通过螺栓5固定。

步骤五：放置油压千斤顶。将油压千斤顶底座7顶住方管钢8，油压千斤顶活塞9与推力钢板10轻微接触持力。

步骤六：逐步加载。在一定时间内，稳步增加推力荷载，观察记录边坡变形情况，直至边坡完全破坏。

应用本装置后，随着所模拟的不同工程中各类边坡性质差异，其相关参数如：模型箱大小、箱内边坡尺寸、边坡具体特性、油压千斤顶行程、千斤顶加载作用力等均可根据实际工程需要，因地制宜，或大或小、或多或少、或长或短、或强或弱。

本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。