本發(fā)明涉及滑帶土土工測(cè)試設(shè)備領(lǐng)域，具體而言，涉及一種滑帶土流變?cè)囼?yàn)儀以及滑帶土流變?cè)囼?yàn)方法。

背景技術(shù)：

滑帶土的抗剪強(qiáng)度性質(zhì)是影響滑帶土穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素，對(duì)地質(zhì)工程的設(shè)計(jì)和施工都具有重要的指導(dǎo)意義。目前獲取滑帶土抗剪強(qiáng)度性質(zhì)的主要手段是進(jìn)行滑帶土土工測(cè)試，最常用一種方法就是進(jìn)行直剪試驗(yàn)。常規(guī)室內(nèi)直剪儀由于試驗(yàn)儀器本身尺寸的限制，允許的最大的試樣的顆粒粒徑不能超過剪切盒尺寸的1/10，在試驗(yàn)過程中往往要剔除粒徑較大的顆粒，出現(xiàn)尺寸效應(yīng)而與實(shí)際情況有所出入。大尺寸直剪試驗(yàn)的試樣尺寸大、對(duì)土體擾動(dòng)小，采用大型直剪試驗(yàn)可以較好的保留試樣級(jí)配，從而弱化尺寸效應(yīng)更接近實(shí)際，目前已被普遍使用。

滑帶土具有流變特性，其流變特性不僅與所受的應(yīng)力大小有關(guān)，還受到滲流等環(huán)境因素的影響。水作為自然界最活躍的因素之一，對(duì)滑帶土穩(wěn)定性的影響具有極為重要的作用，浸泡作用和滲透作用都會(huì)引起滑帶土的強(qiáng)度劣化及流變效應(yīng)增強(qiáng)。例如對(duì)水庫(kù)滑坡而言，由于水庫(kù)蓄水造成的長(zhǎng)期浸泡作用以及周期性庫(kù)水位波動(dòng)造成的動(dòng)態(tài)滲透壓力作用，導(dǎo)致滑坡滑帶土的強(qiáng)度發(fā)生劣化，并加劇了滑帶土的流變效應(yīng)，從而導(dǎo)致滑坡的抗滑能力大幅度降低，使得滑坡下滑剩余推力增大，從而威脅到滑坡的穩(wěn)定性。而且，據(jù)庫(kù)區(qū)滑坡大量資料顯示，許多古滑坡的復(fù)活和新滑坡的產(chǎn)生都是在水庫(kù)首次蓄水后一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生。而且，在庫(kù)水位快速下降期間，坡內(nèi)順坡向的動(dòng)態(tài)滲透壓力也增加，此時(shí)滑坡變形速度也明顯增大。這說明，庫(kù)水浸泡作用和動(dòng)態(tài)滲透壓力作用是影響水庫(kù)滑坡穩(wěn)定性的兩個(gè)重要因素。

經(jīng)發(fā)明人調(diào)研發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的巖土體大型流變?cè)囼?yàn)儀試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較低，且無法實(shí)現(xiàn)在長(zhǎng)期浸泡作用和動(dòng)態(tài)滲透壓力作用下測(cè)量巖土體流變特性，所以在測(cè)量滑坡滑帶土長(zhǎng)期強(qiáng)度時(shí)無法考慮庫(kù)水作用。因此，開發(fā)一種可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期浸泡作用和動(dòng)態(tài)滲透壓力作用的大型滑帶土流變?cè)囼?yàn)儀，從而獲取滑坡滑帶土在庫(kù)水作用下的長(zhǎng)期抗剪強(qiáng)度參數(shù)。這不僅對(duì)于巖土體的長(zhǎng)期強(qiáng)度和穩(wěn)定性的研究具有重要的科學(xué)意義，還可以為水庫(kù)滑坡的防治設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等提供更加符合實(shí)際的滑帶土強(qiáng)度參數(shù)。

有鑒于此，設(shè)計(jì)制造出一種測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，且能夠測(cè)量不同滲透壓力下滑帶土抗剪強(qiáng)度變化的大型滑帶土剪切流變?cè)囼?yàn)儀顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種滑帶土流變?cè)囼?yàn)儀，該滑帶土流變?cè)囼?yàn)儀測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，且能夠測(cè)量長(zhǎng)期浸水條件和動(dòng)態(tài)滲透壓力條件下滑坡滑帶土的長(zhǎng)期強(qiáng)度。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種滑帶土流變?cè)囼?yàn)方法，操作簡(jiǎn)單，測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，且能夠得到長(zhǎng)期浸泡作用和動(dòng)態(tài)滲透壓力作用下滑帶土的長(zhǎng)期抗剪強(qiáng)度。

本發(fā)明是采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。

一種滑帶土流變?cè)囼?yàn)儀，包括試驗(yàn)箱、剪切系統(tǒng)、庫(kù)水模擬系統(tǒng)以及測(cè)量動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)，測(cè)量動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)置在試驗(yàn)箱內(nèi)并與剪切系統(tǒng)連接，剪切系統(tǒng)包括第一剪切盒、第二剪切盒、法向推進(jìn)裝置和剪切推進(jìn)裝置，第一剪切盒與第二剪切盒相對(duì)設(shè)置且均容置在試驗(yàn)箱內(nèi)，法向推進(jìn)裝置的一端與試驗(yàn)箱的頂部連接，另一端與第一剪切盒連接，用于推動(dòng)第一剪切盒沿第一方向運(yùn)動(dòng)，剪切推進(jìn)裝置的一端與試驗(yàn)箱的側(cè)壁連接，另一端與第二剪切盒連接，用于推動(dòng)第二剪切盒沿第二方向運(yùn)動(dòng)，第一方向與第二方向相互垂直。庫(kù)水模擬系統(tǒng)包括輸水循環(huán)裝置和滲水組件，滲水組件連接于第一剪切盒和第二剪切盒的兩端并分別與第一剪切盒和第二剪切盒連通，輸水循環(huán)裝置與滲水組件連接，用于向滲水組件輸送試驗(yàn)用水。

進(jìn)一步地，滲水組件包括第一進(jìn)水側(cè)板、第一出水側(cè)板、第一進(jìn)水分流管以及第一出水分流管，第一進(jìn)水側(cè)板與第一出水側(cè)板分別固定連接于第一剪切盒的兩端且均與第一剪切盒連通，第一進(jìn)水分流管的一端與輸水循環(huán)裝置連接，另一端與第一進(jìn)水側(cè)板連接，用于向第一進(jìn)水側(cè)板提供試驗(yàn)用水，第一出水分流管的一端與輸水循環(huán)裝置連接，另一端與第一出水側(cè)板連接，用于排出第一出水側(cè)板內(nèi)的試驗(yàn)用水。

進(jìn)一步地，第一進(jìn)水側(cè)板和第一出水側(cè)板內(nèi)均具有多個(gè)第一腔體，每個(gè)第一腔體靠近第一剪切盒的一側(cè)開設(shè)有多個(gè)第一通孔，每個(gè)第一腔體與第一剪切盒通過多個(gè)第一通孔連通，第一進(jìn)水分流管與第一出水分流管均具有多個(gè)第一支管，第一進(jìn)水分流管的多個(gè)第一支管一一對(duì)應(yīng)地伸入第一進(jìn)水側(cè)板內(nèi)的多個(gè)第一腔體并與第一腔體連通，第一出水分流管的多個(gè)第一支管一一對(duì)應(yīng)地伸入多個(gè)第一出水側(cè)板內(nèi)的多個(gè)第一腔體并與第一腔體連通。

進(jìn)一步地，滲水組件還包括第二進(jìn)水側(cè)板、第二出水側(cè)板、第二進(jìn)水分流管以及第二出水分流管，第二進(jìn)水側(cè)板與第二出水側(cè)板分別固定連接于第二剪切盒的兩端且均與第二剪切盒連通，第二進(jìn)水分流管的一端與輸水循環(huán)裝置連接，另一端與第二進(jìn)水側(cè)板連接，用于向第二進(jìn)水側(cè)板提供試驗(yàn)用水，第二出水分流管的一端與輸水循環(huán)裝置連接，另一端與第二出水側(cè)板連接，用于排出第二出水側(cè)板內(nèi)的試驗(yàn)用水。

進(jìn)一步地，第二進(jìn)水側(cè)板和第二出水側(cè)板內(nèi)均具有多個(gè)第二腔體，每個(gè)第二腔體靠近第二剪切盒的一側(cè)開設(shè)有多個(gè)第二通孔，每個(gè)第二腔體與第二剪切盒通過多個(gè)第二通孔連通，第二進(jìn)水分流管與第二出水分流管均具有多個(gè)第二支管，第二進(jìn)水分流管的多個(gè)第二支管一一對(duì)應(yīng)地伸入第二進(jìn)水側(cè)板內(nèi)的多個(gè)第二腔體并與第二腔體連通，第二出水分流管的多個(gè)第二支管一一對(duì)應(yīng)地伸入第二出水側(cè)板內(nèi)的多個(gè)第二腔體并與第二腔體連通。

進(jìn)一步地，輸水循環(huán)裝置包括可調(diào)速水泵、水管、第一閥門和第二閥門，水管、可調(diào)速水泵以及滲水組件形成一庫(kù)水模擬管路，可調(diào)速水泵通過水管與滲水組件連接，用于向水管內(nèi)的試驗(yàn)用水提供水壓，水管的一端分別連接于試驗(yàn)箱的兩側(cè)，另一端用于連接外界水源，第一閥門和第二閥門設(shè)置在試驗(yàn)箱兩側(cè)的水管上，用于控制水管并向試驗(yàn)箱內(nèi)輸入試驗(yàn)用水。

進(jìn)一步地，測(cè)量動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)包括多個(gè)滲壓計(jì)、啟動(dòng)控制裝置與顯示裝置，多個(gè)滲壓計(jì)分別貼設(shè)在第一剪切盒和第二剪切盒的內(nèi)壁上，用于測(cè)量試驗(yàn)用水經(jīng)過第一剪切盒和第二剪切盒時(shí)的滲流壓力；啟動(dòng)控制裝置設(shè)置在試驗(yàn)箱的外表面并分別與法向推進(jìn)裝置和剪切推進(jìn)裝置電性連接，顯示裝置設(shè)置在試驗(yàn)箱的外表面并分別與法向推進(jìn)裝置和剪切推進(jìn)裝置電性連接。

進(jìn)一步地，剪切系統(tǒng)還包括滑動(dòng)裝置，滑動(dòng)裝置包括滑輪槽與滑輪組件，滑輪槽設(shè)置在試驗(yàn)箱的底部且滑輪槽的延伸方向與剪切推進(jìn)裝置的推進(jìn)方向一致，滑輪組件安裝在第二剪切盒的底部并與滑輪槽相配合，以使第二剪切盒可通過滑輪組件沿滑輪槽移動(dòng)。

一種滑帶土流變?cè)囼?yàn)方法，應(yīng)用于上述的滑帶土流變?cè)囼?yàn)儀，用于庫(kù)水浸泡條件下的滑帶土流變?cè)囼?yàn)，滑帶土流變?cè)囼?yàn)方法包括：

放樣密封步驟：將滑帶土試樣放置在第一剪切盒與第二剪切盒內(nèi)并將第一剪切盒和第二剪切盒之間的剪切縫通過防滲膜進(jìn)行纏繞密封；

試樣浸泡步驟：通過滲水組件向第一剪切盒和第二剪切盒內(nèi)注水，待試驗(yàn)用水完全滲入滑帶土試樣并從滲水組件流出后，停止注水并保持試樣飽水狀態(tài)；

加載與剪切步驟：控制法向推進(jìn)裝置施加法向荷載，控制剪切推進(jìn)裝置施加剪切荷載，獲取不同法向荷載下滑帶土試樣剪切位移隨時(shí)間的變化曲線。

一種滑帶土流變?cè)囼?yàn)方法，應(yīng)用于上述的滑帶土流變?cè)囼?yàn)儀，用于動(dòng)態(tài)滲透壓力下滑帶土的流變?cè)囼?yàn)，滑帶土流變?cè)囼?yàn)方法包括：

滲透壓力確定步驟：根據(jù)滑坡內(nèi)地下水位變化獲取水力梯度隨時(shí)間的變化曲線，將水力梯度與時(shí)間軸按比例縮放，作為確定試驗(yàn)動(dòng)態(tài)滲透壓力和試驗(yàn)周期的依據(jù)；

放樣密封步驟：將滑帶土原狀試樣放置在第一剪切盒與第二剪切盒內(nèi)并將第一剪切盒和第二剪切盒之間的剪切縫通過防滲膜進(jìn)行纏繞密封；

滲透壓力控制步驟：通過滲水組件向第一剪切盒和第二剪切盒內(nèi)注水，依據(jù)步驟1中計(jì)算得到的試驗(yàn)周期和動(dòng)態(tài)滲透壓力，通過控制試驗(yàn)用水的流速來實(shí)現(xiàn)滑帶土試樣在試驗(yàn)周期內(nèi)的滲透壓力變化，控制滲水組件的送水方向來實(shí)現(xiàn)滲透壓力方向的改變；

加載與剪切步驟：控制法向推進(jìn)裝置施加法向荷載，控制剪切推進(jìn)裝置施加剪切荷載，根據(jù)動(dòng)態(tài)滲透壓力變化周期設(shè)定每個(gè)級(jí)別的加載周期，獲取不同法向荷載下、不同周期內(nèi)滑帶土試樣剪切位移隨動(dòng)態(tài)滲透壓力變化的時(shí)序曲線。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的一種滑帶土流變?cè)囼?yàn)儀，在試驗(yàn)箱內(nèi)容置有第一剪切盒與第二剪切盒，并在第一剪切盒與試驗(yàn)箱頂部之間架設(shè)有法向推進(jìn)裝置，在第二剪切盒與試驗(yàn)箱側(cè)壁之間架設(shè)有剪切推進(jìn)裝置。同時(shí)，滲水組件分別與第一剪切盒和第二剪切盒的兩端連通，且輸水循環(huán)裝置與滲水組件連接。在實(shí)際使用過程中，試驗(yàn)用水通過輸水循環(huán)裝置進(jìn)入到滲水組件并流入第一剪切盒與第二剪切盒對(duì)滑帶土進(jìn)行浸泡作用或滲流作用，同時(shí)利用法向推進(jìn)裝置和剪切推進(jìn)裝置分別推動(dòng)第一剪切盒與第二剪切盒運(yùn)動(dòng)，使得第一剪切盒與第二剪切盒中的滑帶土試樣在試驗(yàn)用水的浸泡作用或滲透作用下達(dá)到精確地試驗(yàn)條件，使得最終測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的一種滑帶土流變?cè)囼?yàn)儀，測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，且能夠測(cè)量長(zhǎng)期浸泡作用和動(dòng)態(tài)滲透壓力作用下滑帶土的長(zhǎng)期抗剪強(qiáng)度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的滑帶土流變?cè)囼?yàn)儀整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中滲水組件第一視角結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中滲水組件第二視角結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1中輸送循環(huán)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖1中測(cè)量動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖6為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的滑帶土流變?cè)囼?yàn)方法步驟框圖；

圖7為本發(fā)明第三實(shí)施例提供的滑帶土流變?cè)囼?yàn)方法步驟框圖。

圖標(biāo)：10-滑帶土流變?cè)囼?yàn)儀；100-試驗(yàn)箱；200-剪切系統(tǒng)；210-第一剪切盒；230-第二剪切盒；250-法向推進(jìn)裝置；270-剪切推進(jìn)裝置；290-滑動(dòng)裝置；291-滑輪槽；293-滑輪組件；300-庫(kù)水模擬系統(tǒng)；310-輸水循環(huán)裝置；311-可調(diào)速水泵；313-水管；315-第一閥門；317-第二閥門；330-滲水組件；331-第一進(jìn)水側(cè)板；333-第一出水側(cè)板；335-第一進(jìn)水分流管；337-第一出水分流管；338-第一腔體；339-第一支管；400-測(cè)量動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)；410-滲壓計(jì)；430-啟動(dòng)控制裝置；450-顯示裝置。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“設(shè)置”、“相連”、“安裝”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的一些實(shí)施方式作詳細(xì)說明。在不沖突的情況下，下述的實(shí)施例中的特征可以相互組合。

第一實(shí)施例

參照?qǐng)D1，本實(shí)施例提供了一種滑帶土流變?cè)囼?yàn)儀10，包括試驗(yàn)箱100、剪切系統(tǒng)200、庫(kù)水模擬系統(tǒng)300以及測(cè)量動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)400，測(cè)量動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)400設(shè)置在試驗(yàn)箱100上并與剪切系統(tǒng)200連接，剪切系統(tǒng)200容置在試驗(yàn)箱100內(nèi)，庫(kù)水模擬系統(tǒng)300與剪切系統(tǒng)200連接，用于向剪切系統(tǒng)200提供試驗(yàn)用水。

在本實(shí)施例中，試驗(yàn)箱100的底部安裝有地漏，以及時(shí)排出試驗(yàn)過程中的滲漏出來的水。

剪切系統(tǒng)200包括第一剪切盒210、第二剪切盒230、法向推進(jìn)裝置250、剪切推進(jìn)裝置270和滑動(dòng)裝置290，第一剪切盒210與第二剪切盒230相對(duì)設(shè)置且均容置在試驗(yàn)箱100內(nèi)。具體地，第一剪切盒210與第二剪切盒230均開設(shè)有開口，且第一剪切盒210和第二剪切盒230沿豎直方向呈上下開口相對(duì)并安裝在試驗(yàn)箱100的中間位置。法向推進(jìn)裝置250的一端與試驗(yàn)箱100的頂部連接，另一端與第一剪切盒210連接，用于推動(dòng)第一剪切盒210沿第一方向運(yùn)動(dòng)，剪切推進(jìn)裝置270的一端與試驗(yàn)箱100的側(cè)壁連接，另一端與第二剪切盒230連接，用于推動(dòng)第二剪切盒230沿第二方向運(yùn)動(dòng)，第一方向與第二方向相互垂直。在本實(shí)施例中，第一方向沿豎直方向，第二方向沿水平方向?；瑒?dòng)裝置290設(shè)置在第二剪切盒230的底部，以使第二剪切盒230可相對(duì)試驗(yàn)箱100沿第二方向滑動(dòng)。

滑動(dòng)裝置290包括滑輪槽291與滑輪組件293，滑輪槽291設(shè)置在試驗(yàn)箱100的底部且滑輪槽291的延伸方向與剪切推進(jìn)裝置270的推進(jìn)方向一致，滑輪組件293安裝在第二剪切盒230的底部并與滑輪槽291相配合，在剪切推進(jìn)裝置270推進(jìn)第二剪切盒230時(shí)，第二剪切盒230可通過滑輪組件293沿滑輪槽291移動(dòng)。

在本實(shí)施例中，法向推進(jìn)裝置250為一沿法向布置的千斤頂，剪切推進(jìn)裝置270為一沿剪切方向布置的千斤頂。在試驗(yàn)箱100內(nèi)設(shè)有兩個(gè)反力框架分別與兩個(gè)千斤頂連接，為兩個(gè)千斤頂?shù)募虞d提供反力。

庫(kù)水模擬系統(tǒng)300包括輸水循環(huán)裝置310和滲水組件330，滲水組件330連接于第一剪切盒210和第二剪切盒230的兩端并分別與第一剪切盒210和第二剪切盒230連通，輸水循環(huán)裝置310與滲水組件330連接，用于向滲水組件330輸送試驗(yàn)用水。

請(qǐng)結(jié)合參見圖2至圖3，滲水組件330包括第一進(jìn)水側(cè)板331、第一出水側(cè)板333、第一進(jìn)水分流管335、第一出水分流管337、第二進(jìn)水側(cè)板(圖未示)、第二出水側(cè)板(圖未示)、第二進(jìn)水分流管(圖未示)以及第二出水分流管(圖未示)，第一進(jìn)水側(cè)板331與第一出水側(cè)板333分別固定連接于第一剪切盒210的兩端且均與第一剪切盒210連通，第一進(jìn)水分流管335的一端與輸水循環(huán)裝置310連接，另一端與第一進(jìn)水側(cè)板331連接，用于向第一進(jìn)水側(cè)板331提供試驗(yàn)用水，第一出水分流管337的一端與輸水循環(huán)裝置310連接，另一端與第一出水側(cè)板333連接，用于排出第一出水側(cè)板333內(nèi)的試驗(yàn)用水。

第一進(jìn)水側(cè)板331和第一出水側(cè)板333內(nèi)均具有多個(gè)第一腔體338，每個(gè)第一腔體338靠近第一剪切盒210的一側(cè)開設(shè)有多個(gè)第一通孔，每個(gè)第一腔體338與第一剪切盒210通過多個(gè)第一通孔連通，第一進(jìn)水分流管335與第一出水分流管337均具有多個(gè)第一支管339，第一進(jìn)水分流管335的多個(gè)第一支管339一一對(duì)應(yīng)地伸入第一進(jìn)水側(cè)板331內(nèi)的多個(gè)第一腔體338并與第一腔體338連通，第一出水分流管337的多個(gè)第一支管339一一對(duì)應(yīng)地伸入多個(gè)第一出水側(cè)板333內(nèi)的多個(gè)第一腔體338并與第一腔體338連通。

在本實(shí)施例中，第二進(jìn)水側(cè)板、第二出水側(cè)板、第二進(jìn)水分流管以及第二出水分流管的形狀、結(jié)構(gòu)分別對(duì)應(yīng)的與第一進(jìn)水側(cè)板331、第一出水側(cè)板333、第一進(jìn)水分流管335、第一出水分流管337相同，所不同的僅僅是安裝位置有所差異。第二進(jìn)水側(cè)板與第二出水側(cè)板分別固定連接于第二剪切盒230的兩端且均與第二剪切盒230連通，第二進(jìn)水分流管的一端與輸水循環(huán)裝置310連接，另一端與第二進(jìn)水側(cè)板連接，用于向第二進(jìn)水側(cè)板提供試驗(yàn)用水，第二出水分流管的一端與輸水循環(huán)裝置310連接，另一端與第二出水側(cè)板連接，用于排出第二出水側(cè)板內(nèi)的試驗(yàn)用水。

第二進(jìn)水側(cè)板和第二出水側(cè)板內(nèi)均具有多個(gè)第二腔體，每個(gè)第二腔體靠近第二剪切盒230的一側(cè)開設(shè)有多個(gè)第二通孔，每個(gè)第二腔體與第二剪切盒230通過多個(gè)第二通孔連通，第二進(jìn)水分流管與第二出水分流管均具有多個(gè)第二支管，第二進(jìn)水分流管的多個(gè)第二支管一一對(duì)應(yīng)地伸入第二進(jìn)水側(cè)板內(nèi)的多個(gè)第二腔體并與第二腔體連通，第二出水分流管的多個(gè)第二支管一一對(duì)應(yīng)地伸入第二出水側(cè)板內(nèi)的多個(gè)第二腔體并與第二腔體連通。

在本實(shí)施例中，在安裝與第一進(jìn)水分流管335與第一進(jìn)水側(cè)板331時(shí)，應(yīng)在第一進(jìn)水側(cè)板331的外側(cè)預(yù)留30-50mm的冗余長(zhǎng)度并設(shè)為彎曲弧形狀，以抵消剪切試驗(yàn)過程中第一進(jìn)水分流管335受拉變形。第一出水分流管337、第二進(jìn)水分流管以及第二出水分流管與第一進(jìn)水分流管335的結(jié)構(gòu)相似，在此不作贅述。同時(shí)，第一支管339伸入第一腔體338的接口處用密封塞作固定密封處理。第二支管伸入第二腔體的接口處用密封塞作固定密封處理。

在本實(shí)施例中，第一進(jìn)水分流管335、第一出水分流管337、第二進(jìn)水分流管和第二出水分流管均為橡膠分流管，耐蝕的同時(shí)能夠根據(jù)第一剪切盒210和第二剪切盒230的運(yùn)動(dòng)來適應(yīng)性連接水管313與第一剪切盒210和第二剪切盒230，防止脫落。

參見圖4，輸水循環(huán)裝置310包括可調(diào)速水泵311、水管313、第一閥門315以及第二閥門317，水管313、可調(diào)速水泵311以及滲水組件330形成一庫(kù)水模擬管路?？烧{(diào)速水泵311通過水管313與滲水組件330連接，用于向水管313內(nèi)的試驗(yàn)用水提供水壓，水管313的一端分別連接于試驗(yàn)箱100的兩側(cè)并與滲水組件330連接，另一端用于連接外界水源，第一閥門315和第二閥門317設(shè)置在試驗(yàn)箱100兩側(cè)的水管313上，用于控制水管313并向試驗(yàn)箱100內(nèi)輸入試驗(yàn)用水。

在本實(shí)施例中，水管313分別與第一進(jìn)水分流管335、第一出水分流管337、第二進(jìn)水分流管以及第二出水分流管連通，用于輸入和輸出四者中的試驗(yàn)用水。特別地，在水管313與第一進(jìn)水分流管335、第一出水分流管337、第二進(jìn)水分流管以及第二出水分流管的連接處均設(shè)置有流量計(jì)，用于計(jì)量進(jìn)水量與出水量。

在本實(shí)施例中，打開第一閥門315和第二閥門317后，可調(diào)速水泵311通過水管313從外界水源抽水作為試驗(yàn)用水，抽水后通過第一進(jìn)水分流管335、第二進(jìn)水分流管分別進(jìn)入第一進(jìn)水側(cè)板331和第二進(jìn)水側(cè)板，滲流通過滑帶土試樣后由另一端的第一出水側(cè)板333與第二出水側(cè)板收集并分別流經(jīng)第一出水分流管337和第二出水分流管，并匯合進(jìn)入水管313直至最終匯入外界水源，形成一個(gè)完整的滲流循環(huán)，待滲透壓力穩(wěn)定后即可關(guān)閉第一閥門315和第二閥門317。

需要說明的是，在本實(shí)施例中，可通過交替改變?cè)O(shè)置在試驗(yàn)箱100兩側(cè)的第一閥門315和第二閥門317的開閉狀態(tài)，改變可調(diào)速水泵311的送水方向，從而實(shí)現(xiàn)滲流方向的改變。

參見圖5，測(cè)量動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)400包括多個(gè)滲壓計(jì)410、啟動(dòng)控制裝置430與顯示裝置450，多個(gè)滲壓計(jì)410分別貼設(shè)在第一剪切盒210和第二剪切盒230的內(nèi)壁上，用于測(cè)量試驗(yàn)用水經(jīng)過第一剪切盒210和第二剪切盒230時(shí)的滲流壓力。具體地，多個(gè)滲壓計(jì)410分別安裝于第一剪切盒210和第二剪切盒230的剪切方向的內(nèi)側(cè)壁和底壁中間位置，安裝在第一剪切盒210和第二剪切盒230內(nèi)側(cè)壁的滲壓計(jì)410可獲取第一剪切盒210和第二剪切盒230兩端的滲透壓力差，再求上第一剪切盒210和第二剪切盒230兩端之間的滲透壓力差的平均值，即可認(rèn)為是作用在滑帶土試樣自身的滲透壓力。啟動(dòng)控制裝置430設(shè)置在試驗(yàn)箱100的外表面并分別與法向推進(jìn)裝置250、剪切推進(jìn)裝置270以及可調(diào)速水泵311電性連接，顯示裝置450設(shè)置在試驗(yàn)箱100的外表面并分別與啟動(dòng)控制裝置430和多個(gè)滲壓計(jì)410電性連接。

在本實(shí)施例中，啟動(dòng)控制裝置430包括旋轉(zhuǎn)控制按鈕(圖未示)、剪切啟動(dòng)開關(guān)(圖未示)和控制器(圖未示)，旋轉(zhuǎn)控制按鈕和剪切啟動(dòng)開關(guān)均連接控制器的輸入端，可調(diào)速水泵311、法向推進(jìn)裝置250和剪切推進(jìn)裝置270均連接控制器的輸出端，通過旋轉(zhuǎn)控制按鈕可實(shí)現(xiàn)可調(diào)速水泵311的揚(yáng)程、法向推進(jìn)裝置250和剪切推進(jìn)裝置270的動(dòng)態(tài)控制。旋轉(zhuǎn)控制按鈕和剪切啟動(dòng)開關(guān)均設(shè)置在試驗(yàn)箱100的頂部外側(cè)面，方便實(shí)驗(yàn)者進(jìn)行操作。

綜上所述，本實(shí)施例提供了一種滑帶土流變?cè)囼?yàn)儀10，相較于現(xiàn)有技術(shù)，通過對(duì)第一剪切盒210和第二剪切盒230進(jìn)行結(jié)構(gòu)化改造，結(jié)合將滲流組件安裝在第一剪切盒210和第二剪切盒230的兩端的方式，使得第一剪切盒210和第二剪切盒230內(nèi)的滑帶土試樣在特定的滲透壓力下實(shí)現(xiàn)剪切流變特性試驗(yàn)，同時(shí)可保證第一剪切盒210和第二剪切盒230的封閉性，保證試驗(yàn)的精度和穩(wěn)定性。同時(shí)本實(shí)施例提供的滑帶土流變?cè)囼?yàn)儀10機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于控制，利用滲透循環(huán)系統(tǒng)可以模擬實(shí)現(xiàn)庫(kù)水浸泡作用和滲透作用，利用測(cè)量及動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)可方便地實(shí)現(xiàn)滲透壓力、剪切荷載等試驗(yàn)參數(shù)的動(dòng)態(tài)控制，從而有助于研究庫(kù)水浸泡作用和庫(kù)水位波動(dòng)變化對(duì)滑帶土抗剪強(qiáng)度及流變性質(zhì)的影響。進(jìn)一步來說，本實(shí)施例提供的滑帶土流變?cè)囼?yàn)儀10還具有試驗(yàn)成本低、尺寸效應(yīng)影響小、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，可用于開展滑帶土以及其他巖土材料的大型滲流直剪試驗(yàn)。

第二實(shí)施例

參見圖6，本實(shí)施例提供了一種滑帶土流變?cè)囼?yàn)方法，應(yīng)用于如第一實(shí)施例中的滑帶土流變?cè)囼?yàn)儀10，并用于庫(kù)水長(zhǎng)期浸泡條件下的滑帶土流變?cè)囼?yàn)，該滑帶土流變?cè)囼?yàn)方法包括：

放樣密封步驟601：將滑帶土試樣放置在第一剪切盒210與第二剪切盒230內(nèi)并將第一剪切盒210和第二剪切盒230之間的剪切縫通過防滲膜進(jìn)行纏繞密封。

本實(shí)施例中，用超彈性防滲土工膜將剪切縫進(jìn)行纏繞密封，以防止在試驗(yàn)過程中的滲漏出來的水。

試樣浸泡步驟s603：通過滲水組件330向第一剪切盒210和第二剪切盒230內(nèi)注水，待試驗(yàn)用水完全滲入滑帶土試樣并從滲水組件330流出后，停止注水并保持滑帶土試樣試樣飽水狀態(tài)。

本實(shí)施例中，開啟可調(diào)速水泵311，待第一剪切盒210和第二剪切盒230中的飽水后關(guān)閉可調(diào)速水泵311并保持一定時(shí)間，使得滑帶土試樣飽水固結(jié)。

加載與剪切步驟s605：控制法向推進(jìn)裝置250施加法向荷載，控制剪切推進(jìn)裝置270施加剪切荷載，獲取不同法向荷載下滑帶土試樣剪切位移隨時(shí)間的變化曲線。

具體地，調(diào)節(jié)可調(diào)速水泵311的揚(yáng)壓力，使得第一剪切盒210和第二剪切盒230兩端的滲透壓力差值達(dá)到預(yù)設(shè)值，調(diào)節(jié)剪切荷載的旋轉(zhuǎn)控制按鈕，同時(shí)開啟剪切控制開關(guān)，使得剪切推進(jìn)裝置270施加剪切荷載。

在本實(shí)施例中，所需要距離的試驗(yàn)數(shù)據(jù)包括法向荷載、滲透壓力、剪切荷載、剪切蠕變位移量等隨時(shí)間的變化情況。在一段時(shí)間后施加下一級(jí)剪切荷載，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，重復(fù)上述操作直至試樣破壞。

在本實(shí)施例提供了一種滑帶土流變?cè)囼?yàn)方法，操作簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高，且能夠記錄各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化情況，對(duì)于研究水庫(kù)滑坡滑體和滑帶的長(zhǎng)期流變特性具有很強(qiáng)的適用性。

第三實(shí)施例

參見圖7，本實(shí)施例提供了一種滑帶土流變?cè)囼?yàn)方法，應(yīng)用于如第一實(shí)施例中的滑帶土流變?cè)囼?yàn)儀10，并用于動(dòng)態(tài)滲透壓力下滑帶土的流變?cè)囼?yàn)，該滑帶土流變?cè)囼?yàn)方法包括：

滲透壓力確定步驟s701：根據(jù)滑坡內(nèi)地下水位變化獲取水力梯度隨時(shí)間的變化曲線，將水力梯度與時(shí)間軸按比例縮放，作為確定試驗(yàn)動(dòng)態(tài)滲透壓力和試驗(yàn)周期的依據(jù)。

放樣密封步驟s703：將滑帶土原狀試樣放置在第一剪切盒210與第二剪切盒230內(nèi)并將第一剪切盒210和第二剪切盒230之間的剪切縫通過防滲膜進(jìn)行纏繞密封。

本實(shí)施例中，用超彈性防滲土工膜將剪切縫進(jìn)行纏繞密封，以防止在試驗(yàn)過程中的滲漏出來的水。

滲透壓力控制步驟s705：通過滲水組件330向第一剪切盒210和第二剪切盒230內(nèi)注水，依據(jù)步驟1中計(jì)算得到的試驗(yàn)周期和動(dòng)態(tài)滲透壓力，通過控制水管313流速來實(shí)現(xiàn)滑帶土試樣在試驗(yàn)周期內(nèi)的滲透壓力變化，控制滲水組件330的送水方向來實(shí)現(xiàn)滲透壓力方向的改變。

加載與剪切步驟s707：控制法向推進(jìn)裝置250施加法向荷載，控制剪切推進(jìn)裝置270施加剪切荷載，根據(jù)動(dòng)態(tài)滲透壓力變化周期設(shè)定每個(gè)級(jí)別的加載周期，獲取不同法向荷載下、不同周期內(nèi)滑帶土試樣剪切位移隨動(dòng)態(tài)滲透壓力變化的時(shí)序曲線。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。