【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及边坡防护领域，具体涉及一种可移动多用途挡墙模拟试验装置及其试验方法。
技术介绍
1、装配式挡土墙可解决传统边坡挡土墙造价偏高、占地面积多、施工耗材多、不适应软地基、施工速度滞后、景观视觉效果差、破坏生态系统、不可重复使用等问题。装配式挡土墙通过内部填充基质，结合预制件的自重进行挡墙防护，实现了挡墙防护的柔性特性。
2、对于装配式挡土墙的效果验证，一般通过在现场设置模型进行原位试验得到，其准确性需要配套模型试验进行验证。现有模型试验一般是将挡土墙缩小后安装在现场边坡前方，观察对现场边坡土体的防护效果。这种现有技术虽然能够利用现场土体进行验证，但是依然存在诸多弊端，如：（1）环境不可控、受现场天气影响较大，无法快速模拟降水、积水等对边坡的干扰，进而无法验证不同降水、积水对挡土墙效果的影响；（2）只能肉眼观察防护效果，无法精确得到力学与位移数据；（3）一般随当前道路（如高速公路或轨道）段施工结束后拆解挡土墙试样，试验时间较短，验证能力较弱；（4）难以验证装配式挡土墙抵抗地震作用的效果等。
3、综上，有必要对现有技术中装配式挡土墙的现场模型试验进行改进优化。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种可移动多用途挡墙模拟试验装置及其试验方法，以解决现有技术中装配式挡土墙的模型试验技术环境不可控、无法移动，以及无法得到精确试验数据等问题。
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，包括箱体、位于箱体内的
4、针对现有技术中装配式挡土墙的模型试验技术环境不可控、无法移动等问题，本专利技术首先提出一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，本装置采用箱体作为装配式挡土墙模型试验的装置，在箱体内设置挡土墙试样与背板，便于在背板与挡土墙试样之间填充现场土体进行模拟。箱体内部设置基础组件，通过基础组件模拟现场边坡下方的岩土体；并且基础组件具有积水能力，能够模拟降雨量较大时的下方积水或地下水位上涨等情况。喷淋组件位于挡土墙试样与背板之间区域的上方，用于对填充的现场土模拟降雨环境，通过喷淋组件可模拟不同降水量的气候环境。此外，本装置还可通过压力传感器、位移传感器、孔压计分别对试验过程中挡土墙试样受到的压力、挡土墙试样的位移、土体孔隙压力进行实时监测，其中的压力传感器、位移传感器、孔压计可采用现有技术，本申请并不对上述传感器本身提出改进。
5、可以看出，本装置相较于现有技术而言：将传统的现场试验方式改变为在试验箱体中进行，试验环境稳定可控，不再受现场天气影响，可人为快速模拟降水、积水等作用在边坡或基础的模型上，进而验证不同降水、积水对挡土墙性能的影响；能够得到连续且精确的压力、位移等数据，为工作人员验证挡土墙性能提供科学合理的依据，克服了现有技术仅能通过肉眼判断的不足；通过箱体进行试验，箱体可随道路施工进度而不断移动位置，或直接将箱体放置在办公区域附近，因此克服了当前段道路施工完成后需要拆解挡土墙试样的问题，可利用整个道路的施工工期对该装配式挡土墙的效果进行充分验证，更加提高现场验证的准确性和可靠性。
6、进一步的，所述基础组件包括固定在箱体内部底面的基台、堆砌在所述基台上的承台，所述挡土墙试样的底端插入所述承台内，所述背板底面位于所述基台顶面，且所述承台侧面与所述背板抵接；所述基台顶面设置滤水板、滤水板下方连通排水通道，所述排水通道延伸至箱体外部。
7、本方案中的基台作为箱体内部的固定结构，始终保证将挡土墙试样、背板抬离底面安装，有利于排水。承台优选的由现场土体堆砌而成，用于模拟边坡下方的岩土体，同时其内部可适当积水以模拟地下水聚集的工况。多余的水分经滤水板进入下方的排水通道，排出至箱体外部，避免箱体内部湿度过高影响岩土体或承台的物理性质。
8、此外，挡土墙试样的底端插入承台内，可充分模拟装配式挡土墙在现场装配的状态，使其底部相对稳定，更有利于位移传感器准确监测挡土墙试样表面形变而产生的局部位移，更加有利于作业人员掌握挡土墙的受力与形变情况。
9、进一步的，所述基台内部开设腔体、腔体内设置十字滑台，所述十字滑台上滑动配合有激励组件。
10、本方案在基台内部开设腔体，使得激励组件位于腔体内部，通过激励组件发出激励、模拟地震波的作用，进而验证挡土墙试样的抗震效果，有利于对比判断在地震作用前后，边坡、以及挡土墙各自的受力或位移变化情况。激励组件在基台内的腔体中，可有效模拟地震波自下方传递的方式，相较于从外部或顶部震击箱体的加载方式而言，模拟效果更为真实可靠。同时腔体的容积可根据需要适应性设置，激励组件能够通过十字滑台在平面上灵活滑动调节位置，进而模拟震源处于不同方向时的地震作用；此外，通过控制激励组件的输出功率即可模拟不同震级的地震作用；因此，本方案显著提高了试验装置的功能性。
11、进一步的，所述激励组件包括滑块、固定在滑块上的壳体、位于壳体内部的激励装置、位于壳体顶部的导向帽；所述壳体顶面外沿设置环形台阶，所述导向帽底面开设与所述环形台阶相匹配的环槽，所述导向帽沿径向方向由内至外逐渐向下弯曲；所述壳体顶部与所述腔体的顶部腔壁接触。
12、滑块与十字滑台配合，通过任意现有驱动方式实现在平面上的运动即可，在此不做限定。本方案由滑块带动壳体同步运动，激励装置安装在壳体内，由于壳体顶部与腔体的顶部腔壁接触，因此激励装置工作产生的激振波通过壳体传递至基台，再通过基台传递至承台，最终传递至挡土墙试样和其后方的土体内。
13、本方案为了降低能量散溢，使壳体与顶部腔壁始终保持接触；考虑到由于十字滑台的存在，为了不对激励组件的整体移动产生干涉，腔体内部不便于设置支撑结构，而基台上方的荷载较大，有可能会导致基台在腔体中心处局部向下凹陷。为了克服上述问题，本方案还在壳体顶面外沿设置环形台阶，在壳体顶部安装导向帽，通过导向帽底面的环槽与前述环形台阶进行卡合，进而保证导向帽的径向稳定；导向帽沿径向方向由内至外逐渐向下弯曲，因此可保证激励组件往任何方向运动时导向帽均能够起引导作用，通过向下弯曲的部位使激励组件整体进入指定区域，即使某些位置的基台在腔体中心处局部向下凹陷，也能够由导向帽的外沿先进入该区域下方，再随着激励组件的整体进入，逐渐将凹陷部位顶起。
14、进一步的，还包括嵌设在承台顶面的振动传感器、设置在背板上的声波发生器、设置在挡土墙试样上的声波接收器。
15、本方案中在承台顶面嵌设振动传感器，用于监测激振波传递至边坡模型底部时的振动信号，进而作为控制激励装置输出的反馈信号，有利于工作人员模拟指定等级或烈度下的地震波。此外，声波发生器、声波接收器分别位于模拟边坡的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，包括箱体（1）、位于箱体（1）内的挡土墙试样（2），其特征在于，还包括可拆卸连接在箱体（1）侧壁的背板（3）、位于箱体（1）内部的基础组件和喷淋组件，所述挡土墙试样（2）安装在所述基础组件之上，所述喷淋组件位于挡土墙试样（2）与背板（3）之间区域的上方；还包括用于监测挡土墙试样（2）所受压力的压力传感器（4）、用于监测挡土墙试样（2）位移的位移传感器（5）、用于监测挡土墙试样（2）与背板（3）之间孔隙压力的孔压计（6）。
2.根据权利要求1所述的一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，其特征在于，所述基础组件包括固定在箱体（1）内部底面的基台（7）、堆砌在所述基台（7）上的承台（8），所述挡土墙试样（2）的底端插入所述承台（8）内，所述背板（3）底面位于所述基台（7）顶面，且所述承台（8）侧面与所述背板（3）抵接；
3.根据权利要求2所述的一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，其特征在于，所述基台（7）内部开设腔体（11）、腔体（11）内设置十字滑台（12），所述十字滑台（12）上滑动配合有激励组件（13）。
4.根
5.根据权利要求3所述的一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，其特征在于，还包括嵌设在承台（8）顶面的振动传感器（14）、设置在背板（3）上的声波发生器（15）、设置在挡土墙试样（2）上的声波接收器（16）。
6.根据权利要求1所述的一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，其特征在于，所述箱体（1）的相对两侧壁均开设与所述背板（3）相匹配的插槽，所述背板（3）的两端分别位于两侧插槽内；还包括开设在所述背板（3）上的若干通孔（17），所述通孔（17）用于孔压计（6）穿过；每个通孔（17）均配备有堵头。
7.根据权利要求1所述的一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，其特征在于，还包括可拆卸连接在箱体（1）顶部的顶盖（18）、用于调控箱体（1）内部温度的温度控制装置（19）、用于调控箱体（1）内部湿度的湿度控制装置（20）；所述喷淋组件安装在所述顶盖（18）上。
8.根据权利要求7所述的一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，其特征在于，所述喷淋组件包括水管（21）、连接在所述水管（21）上的若干喷头（22）；还包括位于挡土墙试样（2）与背板（3）之间的土壤湿度传感器（23）。
9.根据权利要求1所述的一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，其特征在于，还包括分别位于箱体（1）相邻两侧壁的第一箱门（24）、第二箱门（25）；所述背板（3）位于第一箱门（24）与挡土墙试样（2）之间；所述背板（3）至第一箱门（24）之间具有向下倾斜的斜坡（26）；所述第二箱门（25）位于挡土墙试样（2）远离背板（3）所在方向的一侧。
10.基于权利要求1~9中任一所述的一种可移动多用途挡墙模拟试验装置的试验方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，包括箱体（1）、位于箱体（1）内的挡土墙试样（2），其特征在于，还包括可拆卸连接在箱体（1）侧壁的背板（3）、位于箱体（1）内部的基础组件和喷淋组件，所述挡土墙试样（2）安装在所述基础组件之上，所述喷淋组件位于挡土墙试样（2）与背板（3）之间区域的上方；还包括用于监测挡土墙试样（2）所受压力的压力传感器（4）、用于监测挡土墙试样（2）位移的位移传感器（5）、用于监测挡土墙试样（2）与背板（3）之间孔隙压力的孔压计（6）。
2.根据权利要求1所述的一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，其特征在于，所述基础组件包括固定在箱体（1）内部底面的基台（7）、堆砌在所述基台（7）上的承台（8），所述挡土墙试样（2）的底端插入所述承台（8）内，所述背板（3）底面位于所述基台（7）顶面，且所述承台（8）侧面与所述背板（3）抵接；
3.根据权利要求2所述的一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，其特征在于，所述基台（7）内部开设腔体（11）、腔体（11）内设置十字滑台（12），所述十字滑台（12）上滑动配合有激励组件（13）。
4.根据权利要求3所述的一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，其特征在于，所述激励组件（13）包括滑块（131）、固定在滑块（131）上的壳体（132）、位于壳体（132）内部的激励装置（133）、位于壳体（132）顶部的导向帽（135）；所述壳体（132）顶面外沿设置环形台阶（134），所述导向帽（135）底面开设与所述环形台阶（134）相匹配的环槽，所述导向帽（135）沿径向方向由内至外逐渐向下弯曲；所述壳体（132）顶部与所述腔体（11）的顶部腔壁接触。
...
【专利技术属性】
技术研发人员：李兆龙，何明静，张星，张兆敏，聂健行，张炎伟，范文超，王玉杰，卢成永，
申请(专利权)人：中铁二十三局集团第一工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。