一种推移式滑坡-抗滑桩模型试验监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种推移式滑坡‑抗滑桩模型试验监测系统，监测系统包括模型框架、设于模型框架内的滑坡模型、埋设于滑坡模型中的抗滑桩模型、用于监测滑坡模型的后缘加载推力的后缘推力监测单元、用于监测滑坡模型的坡表位移和抗滑桩模型的桩顶位移的坡表位移监测单元、用于监测滑坡模型的内部的深部位移监测单元、用于监测滑坡模型的内部土压力及抗滑桩模型的桩周土压力的土压力监测单元、用于监测抗滑桩模型的桩身内部的抗滑桩变形和受力监测单元、用于监测抗滑桩模型的区域坡表温度场的坡表温度场监测单元。本实用新型专利技术的系统能够有效防控滑坡地质灾害的发生，提高抗滑桩治理工程的有效性和安全性。

A Model Test Monitoring System for Sliding Landslide-Anti-slide Pile

【技术实现步骤摘要】
一种推移式滑坡-抗滑桩模型试验监测系统
本技术涉及地质灾害模型试验
，尤其涉及一种推移式滑坡-抗滑桩模型试验监测系统。
技术介绍
我国幅员辽阔，地质条件十分复杂，山区丘陵地貌广布，滑坡分布十分广泛，是世界上受滑坡危害较为严重的国家之一。随着我国经济建设高速发展，特别是“西部大开发”的战略决策实施过程中，大型水利水电工程相继在地质条件复杂、滑坡地质灾害频发区建设，带来巨大经济效益的同时，诱发了大量的滑坡。按滑坡受力特征可分为牵引式滑坡、推移式滑坡及混合式滑坡等，推移式滑坡是由于滑坡后缘的长期加载而导致滑坡的整体破坏。为了切实保障人民生命财产安全，有关部门对滑坡非常重视并开展了大规模的滑坡地质灾害治理，形成了大量的“滑坡-防治结构体系”。滑坡治理是一个复杂的岩土工程问题，目前在滑坡治理工程运用的主要抗滑措施为抗滑桩。目前，滑坡模型试验已成为研究滑坡变形机理和演化过程的重要手段，模拟滑坡发生全过程的同时能够获取完整的多场信息。滑坡模型试验在国内外得到了广泛应用，但对于推移式滑坡-抗滑桩这个体系，还未建立完整的模型试验监测系统和监测方法。建立一个完整的推移式滑坡-抗滑桩模型试验立体式多场监测信息系统，获取滑坡-抗滑桩体系位移场、应力场、应变场及温度场等多场信息，能够为推移式滑坡-抗滑桩相互作用机理的研究提供基础，能为滑坡-抗滑桩体系稳定性评价、抗滑桩加固效果及抗滑桩优化设计提供技术储备，从而提高抗滑桩治理工程的有效性和安全性，具有重要的科学意义。因此，迫切需要建立一种推移式滑坡-抗滑桩模型试验监测系统和监测方法，提高滑坡模型试验的有效性和准确性。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种推移式滑坡-抗滑桩模型试验监测系统，可提高滑坡模型试验效率，能够有效研究推移式滑坡-抗滑桩体系相互作用机理，为推移式滑坡-抗滑桩体系的研究提供参考，从而提高抗滑桩治理工程的有效性和安全性。为实现上述目的，本技术采用了一种技术方案：一种推移式滑坡-抗滑桩模型试验监测系统，所述监测系统包括：模型框架，设于所述模型框架内的滑坡模型，埋设于所述滑坡模型中的抗滑桩模型，设于所述滑坡模型后缘的后缘推力监测单元，设于所述滑坡模型的坡表、抗滑桩模型的桩顶和所述模型框架的正前方的坡表位移监测单元，埋设于所述滑坡模型中的深部位移监测单元，埋设于所述滑坡模型中的土压力监测单元，设于所述抗滑桩模型上的抗滑桩变形和受力监测单元，及设于所述抗滑桩模型的区域上方的坡表温度场监测单元；所述后缘推力监测单元用于监测所述滑坡模型的后缘加载推力的变化情况；所述坡表位移监测单元用于监测所述滑坡模型的坡表位移和抗滑桩模型的桩顶位移的变化情况；所述深部位移监测单元用于监测所述滑坡模型的内部的变形情况；所述土压力监测单元用于监测所述滑坡模型的内部土压力及所述抗滑桩模型的桩周土压力的变化情况；所述抗滑桩变形和受力监测单元用于监测所述抗滑桩模型的桩身内部的变形和受力情况；所述坡表温度场监测单元用于监测所述抗滑桩模型的区域坡表温度场的变化情况；所述后缘推力监测单元、坡表位移监测单元、深部位移监测单元、土压力监测单元、抗滑桩变形和受力监测单元及坡表温度场监测单元均与调节仪连接，且所述调节仪与控制终端连接，所述控制终端用于监测推移式滑坡-抗滑桩模型试验的多场信息变化情况。进一步地，所述后缘推力监测单元包括压力传感器，用于实时监测所述滑坡模型的后缘加载推力变化情况，并实现试验过程中后缘加载推力的控制；所述压力传感器安装在后缘加载装置和加载板之间，所述后缘加载装置安装在所述模型框架靠近所述滑坡模型后缘的一内侧面上，所述加载板设于所述滑坡模型的后缘。进一步地，所述坡表位移监测单元包括三维激光扫描仪和若干个位移标记点，所述位移标记点均匀布设在所述滑坡模型的坡表和抗滑桩模型的桩顶；所述三维激光扫描仪对准所述滑坡模型的前缘，用于实时扫描记录所述位移标记点的三维坐标数据，从而计算所述滑坡模型的坡表位移量和抗滑桩模型的桩顶位移量。进一步地，所述深部位移监测单元包括柔性深部位移计，用于监测所述滑坡模型的内部的变形情况；所述柔性深部位移计沿垂直方向分别埋设在所述滑坡模型的前缘、中部和后缘，其底部固定在滑坡模型滑床上。进一步地，所述土压力监测单元包括微型土压力盒，用于监测所述滑坡模型的内部土压力及所述抗滑桩模型的桩周土压力的时空分布情况和土拱效应的变化情况；所述滑坡模型包括滑体模型、滑带模型和滑床模型。进一步地，所述微型土压力盒沿垂直方向等间距地分别埋设在所述滑体模型的前缘和后缘，及所述抗滑桩模型的桩前、桩后和桩侧，所述微型土压力盒的受力面均朝向所述滑坡模型的后缘。进一步地，所述抗滑桩变形和受力监测单元包括微型应变片和光纤光栅，所述微型应变片用于实时监测所述抗滑桩模型的桩身变形和受力情况，所述光纤光栅用于实时监测所述抗滑桩模型的桩身的变形情况。进一步地，所述微型应变片依次垂直等间距地设于所述抗滑桩模型的桩身前侧和后侧；所述抗滑桩模型上刻有微型U型槽，所述光纤光栅设于所述抗滑桩模型的微型U型槽内。进一步地，所述坡表温度场监测单元包括红外热像仪，用于监测所述抗滑桩模型的区域坡表温度场的变化情况；所述红外热仪安装在所述抗滑桩模型的区域正上方。进一步地，所述抗滑桩模型为聚氨酯试验桩。本技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本技术建立了一个完整的推移式滑坡-抗滑桩模型试验立体式多场监测信息系统，监测内容包括后缘推力、坡表位移、桩顶位移、深部位移、滑坡土压力、桩周土压力、抗滑桩桩身变形和受力以及坡表温度场，能够有效研究推移式滑坡-抗滑桩体系相互作用机理，从而提高抗滑桩治理工程的有效性和安全性。附图说明图1为本技术提供的推移式滑坡-抗滑桩模型试验监测系统的组成框图；图2为本技术提供的推移式滑坡-抗滑桩模型试验监测系统的示意图一；图3为本技术提供的推移式滑坡-抗滑桩模型试验监测系统的示意图二；图4为本技术提供的滑坡模型试验抗滑桩监测系统的示意图；图5为本技术提供的一种推移式滑坡-抗滑桩模型试验监测方法。其中：11-滑坡模型；12-滑体模型；13-滑带模型；14-滑床模型；2-模型框架；30-后缘推力监测单元；31-后缘加载装置；32-压力传感器；33-加载板；40-坡表位移监测单元；41-三维激光扫描仪；42-位移标记点；50-深部位移监测单元；51-柔性深部位移计；60-土压力监测单元；61-微型土压力盒；70-抗滑桩变形和受力监测单元；71-抗滑桩模型；72-光纤光栅；73-微型应变片；80-坡表温度场监测单元；81-红外热像仪；91-调节仪；92-控制终端。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地描述。如图1所示，本技术的实施例提供了一种推移式滑坡-抗滑桩模型试验监测系统，所述推移式滑坡-抗滑桩模型试验监测系统包括：后缘推力监测单元30、坡表位移监测单元40、深部位移监测单元50、土压力监测单元60、抗滑桩变形和受力监测单元70、坡表温度场监测单元80，所述后缘推力监测单元30、坡表位移监测单元40、深部位移监测单元50、土压力监测单元60、抗滑桩变形和受力监测单元70、坡表温度场监本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种推移式滑坡‑抗滑桩模型试验监测系统，其特征在于：所述监测系统包括：模型框架，设于所述模型框架内的滑坡模型，埋设于所述滑坡模型中的抗滑桩模型，设于所述滑坡模型后缘的后缘推力监测单元，设于所述滑坡模型的坡表、抗滑桩模型的桩顶和所述模型框架的正前方的坡表位移监测单元，埋设于所述滑坡模型中的深部位移监测单元，埋设于所述滑坡模型中的土压力监测单元，设于所述抗滑桩模型上的抗滑桩变形和受力监测单元，及设于所述抗滑桩模型的区域上方的坡表温度场监测单元；所述后缘推力监测单元用于监测所述滑坡模型的后缘加载推力的变化情况；所述坡表位移监测单元用于监测所述滑坡模型的坡表位移和抗滑桩模型的桩顶位移的变化情况；所述深部位移监测单元用于监测所述滑坡模型的内部的变形情况；所述土压力监测单元用于监测所述滑坡模型的内部土压力及所述抗滑桩模型的桩周土压力的变化情况；所述抗滑桩变形和受力监测单元用于监测所述抗滑桩模型的桩身内部的变形和受力情况；所述坡表温度场监测单元用于监测所述抗滑桩模型的区域坡表温度场的变化情况；所述后缘推力监测单元、坡表位移监测单元、深部位移监测单元、土压力监测单元、抗滑桩变形和受力监测单元及坡表温度场监测单元均与调节仪连接，且所述调节仪与控制终端连接，所述控制终端用于监测推移式滑坡‑抗滑桩模型试验的多场信息变化情况。...

【技术特征摘要】
1.一种推移式滑坡-抗滑桩模型试验监测系统，其特征在于：所述监测系统包括：模型框架，设于所述模型框架内的滑坡模型，埋设于所述滑坡模型中的抗滑桩模型，设于所述滑坡模型后缘的后缘推力监测单元，设于所述滑坡模型的坡表、抗滑桩模型的桩顶和所述模型框架的正前方的坡表位移监测单元，埋设于所述滑坡模型中的深部位移监测单元，埋设于所述滑坡模型中的土压力监测单元，设于所述抗滑桩模型上的抗滑桩变形和受力监测单元，及设于所述抗滑桩模型的区域上方的坡表温度场监测单元；所述后缘推力监测单元用于监测所述滑坡模型的后缘加载推力的变化情况；所述坡表位移监测单元用于监测所述滑坡模型的坡表位移和抗滑桩模型的桩顶位移的变化情况；所述深部位移监测单元用于监测所述滑坡模型的内部的变形情况；所述土压力监测单元用于监测所述滑坡模型的内部土压力及所述抗滑桩模型的桩周土压力的变化情况；所述抗滑桩变形和受力监测单元用于监测所述抗滑桩模型的桩身内部的变形和受力情况；所述坡表温度场监测单元用于监测所述抗滑桩模型的区域坡表温度场的变化情况；所述后缘推力监测单元、坡表位移监测单元、深部位移监测单元、土压力监测单元、抗滑桩变形和受力监测单元及坡表温度场监测单元均与调节仪连接，且所述调节仪与控制终端连接，所述控制终端用于监测推移式滑坡-抗滑桩模型试验的多场信息变化情况。2.如权利要求1所述的推移式滑坡-抗滑桩模型试验监测系统，其特征在于：所述后缘推力监测单元包括压力传感器，用于实时监测所述滑坡模型的后缘加载推力变化情况，并实现试验过程中后缘加载推力的控制；所述压力传感器安装在后缘加载装置和加载板之间，所述后缘加载装置安装在所述模型框架靠近所述滑坡模型后缘的一内侧面上，所述加载板设于所述滑坡模型的后缘。3.如权利要求1所述的推移式滑坡-抗滑桩模型试验监测系统，其特征在于：所述坡表位移监测单元包括三维激光扫描仪和若干个位移标记点，所述位移标记点均匀布设在所述滑坡模型的坡表和抗滑桩...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐楚，胡新丽，周昌，王强，应春业，吴爽爽，李岚星，刘畅，刘东子，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：新型
国别省市：湖北,42