一種邊坡坡面加固測試裝置及其測試評價方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種邊坡坡面加固測試裝置，其特征在于，包括盛土裝置、可模擬不同強度降雨情況的降雨裝置、承壓裝置、出水裝置和雨水沖刷結果的分析裝置，所述盛土裝置的前端分布有出水裝置，所述盛土裝置的上方設有降雨裝置；所述盛土裝置在靠近供水源的可調(diào)節(jié)端設有承壓裝置，所述盛土裝置的后端設有分析裝置。本發(fā)明能夠在室內(nèi)模擬未加土壤穩(wěn)定劑的土體和加土壤穩(wěn)定劑的土體的實際應用情況，以兩者比對結果為確定邊坡坡面加固方案提供參考依據(jù)。
【專利說明】
一種邊坡坡面加固測試裝置及其測試評價方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于土體工程技術領域，特別是涉及一種邊坡坡面加固測試裝置及其測試 評價方法。
【背景技術】
[0002] 近二十年來，由于環(huán)保意識的加強，高分子土壤穩(wěn)定劑因其所具有的生態(tài)功能而 廣受國內(nèi)外研究學者和企業(yè)的關注。
[0003] 土壤穩(wěn)定劑主要通過對土顆粒的包裹及連接等物理作用，改善土體的水理性質(zhì)， 達到提高土壤水穩(wěn)性及抗侵蝕能力，穩(wěn)定土體結構的功能，在邊坡侵蝕防治、水土保持、防 塵固沙及環(huán)保工程中具有廣闊應用前景。但對穩(wěn)定劑的作用效果分析以及針對不同工程情 況下的用量分析還缺乏相應的測試儀器，如果在實地進行試驗，則需要進行多次試驗，浪費 大量的人力和財力。為此，開發(fā)一種在室內(nèi)即可模擬實際情況的裝置，用于測試評價穩(wěn)定劑 及其用量在實際工程中的應用效果是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術所存在的不足而提供一種邊坡坡面加固測試裝 置及其測試評價方法，本發(fā)明能夠在室內(nèi)模擬未加土壤穩(wěn)定劑的土體和加土壤穩(wěn)定劑的土 體的實際應用情況，以兩者比對結果為確定邊坡坡面加固方案提供參考依據(jù)。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明提出的一種邊坡坡面加固測試裝置，其特征在于，包括盛土裝置、可模 擬不同強度降雨情況的降雨裝置、承壓裝置、出水裝置和雨水沖刷結果的分析裝置，所述盛 土裝置的前端分布有出水裝置，所述盛土裝置的上方設有降雨裝置;所述盛土裝置在靠近 供水源的可調(diào)節(jié)端設有承壓裝置，所述盛土裝置的后端設有分析裝置。
[0006] 本發(fā)明提出的一種邊坡坡面加固測試裝置的進一步的優(yōu)選方案是：
[0007] 所述盛土裝置設有尺寸完全相同的左右兩個鐵槽，所述左右兩個鐵槽的底部設有 一塊鐵板將左右兩個鐵槽相連;所述盛土裝置的底部呈弧形。
[0008] 所述可模擬不同強度降雨情況的降雨裝置由架設在前后兩根支撐架上的裝有四 個噴頭的水管和供水源組成。
[0009] 所述承壓裝置由盛土裝置的可調(diào)節(jié)端底部的兩根承壓桿組成;通過調(diào)節(jié)承壓桿的 高度可模擬實際邊坡的坡角。
[0010] 所述出水裝置由盛土裝置的前端兩個上出水口和兩個下出水口組成;所述上出水 口測得水量是經(jīng)過鐵槽中土體表面直接流出來的水;所述下出水口測得水量是滲透土體后 從鐵槽底部流出來的水。
[0011] 所述雨水沖刷結果的分析裝置由照相機、數(shù)據(jù)線和計算機組成。
[0012] 本發(fā)明的實現(xiàn)原理是:本發(fā)明首先是在左右兩個鐵槽中分別加相同量的素土和加 穩(wěn)定劑的土，保證土面和鐵槽邊緣平齊;然后調(diào)節(jié)兩根承壓桿的高度，以模擬邊坡的實際坡 角;接下來，靜置一段時間待穩(wěn)定劑與土粒完全作用后，打開供水源，啟動降雨裝置，以模擬 實際降雨情況;接下來，測量預設降雨時間內(nèi)的四個出水口的水量，通過計算機控制照相機 拍照，利用傳回來的照片信息計算機自動分析模擬邊坡表面雨水沖刷情況;最后通過與左 右兩個鐵槽內(nèi)測得數(shù)據(jù)進行對比分析，從而得到可用于對邊坡坡面加固的參考方案。
[0013] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比其顯著優(yōu)點在于:一是本發(fā)明是一種在室內(nèi)用未加穩(wěn)定劑 的土和加穩(wěn)定劑的土進行實際情況模擬、再將兩者結果對比進而確定邊坡加固方案的裝 置，填補了本領域現(xiàn)有技術的空白。二是本發(fā)明通過改變鐵槽內(nèi)的土樣，調(diào)節(jié)承壓桿的高度 和降雨裝置模擬邊坡的實際情況，測得的數(shù)據(jù)更接近真值。三是本發(fā)明的測試裝置可在室 內(nèi)多次重復使用，降低成本;本發(fā)明的測試評價方法簡便可靠，可操作性強;本發(fā)明適于在 土體工程技術領域中推廣應用。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明提出的一種邊坡坡面加固測試裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合附圖和實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步的詳細描述。
[0016] 結合圖1，本發(fā)明提出的一種邊坡坡面加固測試裝置，包括盛土裝置、可模擬不同 強度降雨情況的降雨裝置、承壓裝置、出水裝置和雨水沖刷結果的分析裝置，所述盛土裝置 的前端分布有出水裝置，所述盛土裝置的上方設有降雨裝置;所述盛土裝置設有尺寸完全 相同的左右兩個鐵槽（1)，所述左右兩個鐵槽（1)的底部設有一塊鐵板(2)將左右兩個鐵槽 (1)相連;所述盛土裝置的底部呈弧形，所述盛土裝置在靠近供水源的可調(diào)節(jié)端設有承壓裝 置，所述盛土裝置的后端設有分析裝置;所述可模擬不同強度降雨情況的降雨裝置由架設 在前后兩根支撐架(8)上的裝有四個噴頭(6)的水管(5)和供水源組成;所述承壓裝置由盛 土裝置的可調(diào)節(jié)端底部的兩根承壓桿(11)組成;通過調(diào)節(jié)承壓桿(11)的高度可模擬實際邊 坡的坡角；所述出水裝置由盛土裝置的前端兩個上出水口（4)和兩個下出水口（3)組成;所 述上出水口（4)測得水量是經(jīng)過鐵槽中土體表面直接流出來的水;所述下出水口（3)測得水 量是滲透土體后從鐵槽底部流出來的水;所述雨水沖刷結果的分析裝置由照相機(7)、數(shù)據(jù) 線(9)和計算機(10)組成。
[0017] 實施例1。以本發(fā)明提出的一種邊坡坡面加固測試裝置的測試評價方法為具體應 用實施例，進一步公開本發(fā)明的測試評價方法的具體操作步驟如下：
[0018] 步驟1，準備階段：
[0019]在進行試驗之前，準備以下材料：
[0020]步驟1.1加固邊坡的土樣；
[0021] 步驟1.2加固邊坡的坡角；
[0022] 步驟1.3加固邊坡所在地區(qū)最強降雨強度記錄；
[0023] 步驟1.4土壤穩(wěn)定劑；
[0024]步驟2,試驗階段：
[0025]步驟2.1將所述邊坡坡面加固測試裝置放平，檢查各部分是否正常；
[0026]步驟2.2在左右兩個鐵槽中分別裝入相同量的素土，分3層壓實，保證土槽內(nèi)素土 的均勻密實性，并保證素土土面和鐵槽邊緣平齊;并在其中一個鐵槽表面噴灑Icm厚的土壤 穩(wěn)定劑；
[0027]步驟2.3根據(jù)加固邊坡坡角，調(diào)節(jié)兩根承壓桿的高度；
[0028]步驟2.4靜置24小時，待穩(wěn)定劑與素土完全作用；
[0029] 步驟2.5打開供水源，啟動降雨裝置，根據(jù)加固邊坡所在地區(qū)最強降雨記錄控制降 雨時間；
[0030] 步驟2.6用四個容器盛接四個出水口流出的水，同時記錄四個出水口開始出水的 時間，記為右、t卜左、t下右、t下左:測景四個出水口的出水景，記為Qh左、Q卜右、Q下左、Qr右:并通過前 一分鐘的地上徑流與地下徑流差值和通過大量試驗求得滲透率_算取百分數(shù)；
[0031 ]步驟2.7通過計算機控制照相機拍照，利用傳回來的照片信息計算機自動分析模 擬邊坡表面被雨水沖刷情況，計算模擬邊坡表面的雨水沖刷率，記為知、知；
[0032] 步驟3,整理階段：
[0033] 步驟3.1，數(shù)據(jù)整理：
[0034] 計算徑流差率=(QmQLhS)/Qlt右；
[0035 ] 計算徑流差率=(Q下左-Qr右)/Qr左；
[0036]計算滲透率=(Oh右ti-Qr右t2)/(0?3);
[0037]計算滲透率=(Qhfoi-Qr左t2)/(0?!);
[0038] 步驟3.2儀器整理；
[0039]步驟4,評價方法：
[0040] 采用賦分法，對步驟3所述整理后的數(shù)據(jù)進行對比賦分，然后計算總分，依據(jù)總分 評價加穩(wěn)定劑的素土的效果，具體如表1所示：
[0041] 表1:穩(wěn)定劑作用效果評分細則
[0044] 用四個出水口的出水時間對上述總分值進行修正，依據(jù)上出水口的出水時間越早 越好，下出水口的出水時間越晚越好，在>80、60-80、40-60、20-40、<20五個賦分段之間， 對加穩(wěn)定劑的素土的作用效果進行評估及修正，具體如表2所示：
[0045] 表2:穩(wěn)定劑作用效果評估表
[0047] 最后，計算總得分。
[0048] 本發(fā)明的【具體實施方式】中凡未涉到的說明屬于本領域的公知技術，可參考公知技 術加以實施。
[0049] 本發(fā)明經(jīng)反復試驗驗證，取得了滿意的試用效果。
[0050] 以上【具體實施方式】及實施例是對本發(fā)明提出的一種邊坡坡面加固測試裝置及其 測試評價方法技術思想的具體支持，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提 出的技術思想，在本技術方案基礎上所做的任何等同變化或等效的改動，均仍屬于本發(fā)明 技術方案保護的范圍。
【主權項】
1. 一種邊坡坡面加固測試裝置，其特征在于，包括盛±裝置、可模擬不同強度降雨情況 的降雨裝置、承壓裝置、出水裝置和雨水沖刷結果的分析裝置，所述盛±裝置的前端分布有 出水裝置，所述盛±裝置的上方設有降雨裝置;所述盛±裝置在靠近供水源的可調(diào)節(jié)端設 有承壓裝置，所述盛±裝置的后端設有分析裝置。2. 根據(jù)權利要求書1所述的一種邊坡坡面加固測試裝置，其特征在于，所述盛±裝置設 有尺寸完全相同的左右兩個鐵槽（1)，所述左右兩個鐵槽（1)的底部設有一塊鐵板(2)將左 右兩個鐵槽(1)相連;所述盛±裝置的底部呈弧形。3. 根據(jù)權利要求書2所述的一種邊坡坡面加固測試裝置，其特征在于，所述可模擬不同 強度降雨情況的降雨裝置由架設在前后兩根支撐架(8)上的裝有四個噴頭(6)的水管(5)和 供水源組成。4. 根據(jù)權利要求書3所述的一種邊坡坡面加固測試裝置，其特征在于，所述承壓裝置由 盛±裝置的可調(diào)節(jié)端底部的兩根承壓桿（11)組成;通過調(diào)節(jié)承壓桿（11)的高度可模擬實際 邊坡的坡角。5. 根據(jù)權利要求書4所述的一種邊坡坡面加固測試裝置，其特征在于，所述出水裝置由 盛±裝置的前端兩個上出水口（4)和兩個下出水口（3)組成;所述上出水口（4)測得水量是 經(jīng)過鐵槽中±體表面直接流出來的水;所述下出水口（3)測得水量是滲透±體后從鐵槽底 部流出來的水。6. 根據(jù)權利要求書5所述的一種邊坡坡面加固測試裝置，其特征在于，所述雨水沖刷結 果的分析裝置由照相機(7)、數(shù)據(jù)線(9)和計算機(10)組成。7. 根據(jù)權利要求1-6任一項所述的一種邊坡坡面加固測試裝置的測試評價方法，其特 征在于，包括如下基本步驟： 步驟1，準備階段： 在進行試驗之前，準備W下材料： 步驟1.1加固邊坡的素±; 步驟1.巧日固邊坡的坡角； 步驟1.3加固邊坡所在地區(qū)最強降雨強度記錄； 步驟1.4±壤穩(wěn)定劑； 步驟2,試驗階段： 步驟2.1將所述邊坡坡面加固測試裝置放平，檢查各部分是否正常； 步驟2.2在左右兩個鐵槽中分別裝入相同量的素±，分3層壓實，保證±槽內(nèi)素±的均 勻密實性，并保證素面和鐵槽邊緣平齊;并在其中一個鐵槽表面噴灑1cm厚的±壤穩(wěn)定 劑； 步驟2.3根據(jù)加固邊坡坡角，調(diào)節(jié)兩根承壓桿的高度； 步驟2.4靜置24小時，待穩(wěn)定劑與素±完全作用； 步驟2.5打開供水源，啟動降雨裝置，根據(jù)加固邊坡所在地區(qū)最強降雨記錄控制降雨時 間； 步驟2.6用四個容器盛接四個出水口流出的水，同時記錄四個出水口開始出水的時間， 記為t上右、讓￡、桿右、桿左;測量四個出水口的出水量，記為Qj立、Q上右、如左、Qt右;并通過前一分鐘 的地上徑流與地下徑流差值和通過大量試驗求得滲透率犧5算取百分數(shù)； 步驟2.7通過計算機控制照相機拍照，利用傳回來的照片信息計算機自動分析模擬邊 坡表面被雨水沖刷情況，計算模擬邊坡表面的雨水沖刷率，記為括、相； 步驟3,整理階段： 步驟3.1，數(shù)據(jù)整理： 計算徑流差率=(Q±￡-Q_fc￡)/Q上右； 計算徑流差率=(如左-如&)/如左； 計算滲透率=(0上右tl-如右t2)/(陣酌)； 計算滲透率=(Q±￡tl-如左t2)/(陣酌)； 步驟3.2儀器整理； 步驟4,評價方法： 采用賦分法，對步驟3所述整理后的數(shù)據(jù)進行對比賦分，然后計算總分，依據(jù)總分評價 加穩(wěn)定劑的素±的效果，具體如表1所示： 表1:穩(wěn)定劑作用效果評分細則用四個出水口的出水時間對上述總分值進行修正，依據(jù)上出水口的出水時間越早越 好，下出水口的出水時間越晚越好，在>80、60-80、40-60、20-40、<20五個賦分段之間，對 加穩(wěn)定劑的素±的作用效果進行評估及修正，具體如表2所示： 表2:穩(wěn)定劑作用效果評估表 '^最后，計算總得分。 '' ' '
【文檔編號】G01N3/56GK105842099SQ201610296535
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月6日
【發(fā)明人】劉瑾, 白玉霞, 陶緯, 朱書梅, 張亞, 王洪運, 黃衛(wèi), 孫夢雅
【申請人】河海大學