(19)国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告 号
(45)授权公告日
(21)申请 号 2021232542 20.1
(22)申请日 2021.12.2 2
(73)专利权人 山西省交通科技研发有限公司
地址 030006 山西省太原市示范区经济技
术园区武洛街27号
(72)发明人 赵紫阳 张必昌 孔繁盛 孙志杰
熊威 李丹梅 王闫超 郝耀虎
刘亚明
(74)专利代理 机构 北京太兆天元知识产权代理
有限责任公司 1 1108
专利代理师 易卫
(51)Int.Cl.
G01N 3/08(2006.01)
G01N 3/02(2006.01)
E01C 3/00(2006.01)
(54)实用新型名称
一种斜坡高填方路基沉降变形模型试验系
统
(57)摘要
本实用新型涉及一种斜坡高填方路基沉降
变形模型试验系统, 包括加载装置、 模型试验箱、
路基模型、 土工格栅、 进水管、 力学传感器、 数据
采集仪和PIV装置。 路基模型位于模型试验箱内,
土工格栅铺设于路基模型中; 进水管设置于填方
土体与路基接触处, 用于模拟降雨入渗; 力学传
感器按照一定分布方式埋设于斜坡高填方路基
内部; 数据采集仪置于模型试验箱外, 用于测量
采集各种力学传感器测得的试验数据; PIV装置
布设于模型试验箱正前方, 用于连续捕捉试验 过
程中高填方路基的变化。 本实用新型可以模拟多
种不同工 况, 既能观测斜坡高填方路基的宏观形
态变化, 又能获得斜坡高填方路基不均匀沉降变
形速度位移分布信息, 且具有精度较高和操作简
便的优点。
权利要求书1页 说明书3页 附图1页
CN 216718026 U
2022.06.10
CN 216718026 U
1.一种斜坡高填方路基沉降变形模型试验系统, 其特征在于, 包括: 加载装置、 模型试
验箱、 路基模型、 土 工格栅、 进水 管、 力学传感器、 数据采集仪和PIV装置, 其中:
所述加载装置为动力加载装置, 由夯锤、 导轨、 横向支撑梁、 纵向支撑梁和控制开关构
成;
所述路基模型位于模型试验箱的有机钢化玻璃箱体 内; 所述土工格栅铺 设于路基模型
中; 所述进水 管设置于填方土体与路基接触处, 用于模拟降雨入渗;
多个力学传感器按照分布式埋设于斜坡高填方路基 内部, 所述力学传感器包括土压力
盒、 柔性位移计和应变片, 所述土压力盒至少包括上部压力盒和下部压力盒; 所述上部压力
盒和下部压力盒分别设置在土工格栅的上下两侧; 所述柔性位移计和应变片位于土工格栅
的上表面上;
所述数据采集仪 置于模型试验箱外, 用于测量采集力学传感器测得的试验数据;
所述PIV装置布设于模型试验箱正前方, 用于连续捕捉试验过程中高填方路基的位移
变化。
2.根据权利要求1所述的斜坡高填方路基沉降变形模型试验系统, 其特征在于, 所述模
型试验箱前表 面划分有5c m×5cm的小网格, 作为监测土体变形的标志以测量土体的侧向变
形。
3.根据权利要求2所述的斜坡高填方路基沉降变形模型试验系统, 其特征在于, 所述土
工格栅是一层或多层, 其中, 所述土工格栅是多层时, 多层土工格栅自上而下依次铺设在路
基模型中。
4.根据权利要求3所述的斜坡高填方路基沉降变形模型试验系统, 其特征在于, 所述土
工格栅是 单向土工格栅、 双向土 工格栅或三向土 工格栅。
5.根据权利要求4所述的斜坡高填方路基沉降变形模型试验系统, 其特征在于, 所述
PIV装置包括高速摄像机以及与高速摄像机相连的计算机, 所述土压力盒、 柔性位移计和应
变片分别通过 数据采集仪与计算机相连。权 利 要 求 书 1/1 页
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CN 216718026 U
2一种斜坡高填方路基沉降变形 模型试验系统
技术领域
[0001]本实用新型属于土木工程试验装置技术领域, 特别涉及 一种斜坡高填方路基沉降
变形模型 试验系统。
背景技术
[0002]为解决城市发展中土地资源短缺问题, 我国许多城市通过削平山头、 填筑沟壑等
手段, 将数条沟壑填平形成建设用地, 增加城市和基础设施建设用地, 由此产生大量高填深
挖工程, 其中特别是复杂地形、 地质条件下 的斜坡高填方问题是一直困扰工程技术人员的
一大工程难题, 而如何减少填筑体工后沉降是山区高填方工程建设的关键。 为了充分发挥
“平山造地 ”形成的高填方场地的利用价值, 亟需对高填方场地的沉降变形机理及其演化规
律进行深入研究, 模 型试验是开展这方面研究 的重要手段, 而现有模 型试验装置精度较低,
因此设计一种高精度的模型 试验装置显得尤为重要。
实用新型内容
[0003]基于以上问题, 本实用新型提供一种斜坡高填方路基沉降变形模型试验系统, 在
实现观测 斜坡高填方路堤的宏观形态变化的同时, 又能获得土体速度位移分布信息, 且具
有具精度较高和操作简便的优点。
[0004]一种斜坡高填方路基沉降变形模型试验系统, 包括: 加载装置、 模型试验箱、 路基
模型、 土工格栅、 进水 管、 力学传感器、 数据采集仪和PIV装置, 其中:
[0005]所述加载装置为动力加载装置, 由夯锤、 导轨、 横向支撑梁、 纵向支撑梁和控制开
关构成;
[0006]所述路基模型位于模型试验箱的有机钢化玻璃箱体内; 所述土工格栅铺设于路基
模型中; 所述进水 管设置于填方土体与路基接触处, 用于模拟降雨入渗;
[0007]多个力学传感器按照分布式埋设于斜坡高填方路基内部, 所述力学传感器包括包
括土压力盒、 柔性位移计和应变片, 所述土压力盒至少包括上部压力盒和下部压力盒; 所述
上部压力盒和下部压力盒分别设置在土工格栅的上下两侧; 所述柔性位移计和应变片位于
土工格栅的上表面上;
[0008]所述数据采集仪 置于模型试验箱外, 用于测量采集力学传感器测得的试验数据;
[0009]所述PIV装置布设于模型试验箱正前方, 用于连续捕捉试验过程中高填方路基 的
位移变化。
[0010]作为优选, 所述模型试验箱前表面划分有5cm ×5cm的小网格, 作为监测土体变形
的标志以测量土体的侧向变形。
[0011]作为优选, 所述土工格栅是一层或多层, 其中, 所述土工格栅是多层 时, 多层土工
格栅自上而下依次铺设在路基模型中。
[0012]作为优选, 所述土 工格栅是 单向土工格栅、 双向土 工格栅或三向土 工格栅。
[0013]作为优选, 所述PIV装置包括高速摄像机以及与高速摄像机相连的计算机, 所述土说 明 书 1/3 页
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专利 一种斜坡高填方路基沉降变形模型试验系统
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