一种边坡坡面加固测试装置及其测试评价方法
【专利摘要】本发明涉及一种边坡坡面加固测试装置，其特征在于，包括盛土装置、可模拟不同强度降雨情况的降雨装置、承压装置、出水装置和雨水冲刷结果的分析装置，所述盛土装置的前端分布有出水装置，所述盛土装置的上方设有降雨装置；所述盛土装置在靠近供水源的可调节端设有承压装置，所述盛土装置的后端设有分析装置。本发明能够在室内模拟未加土壤稳定剂的土体和加土壤稳定剂的土体的实际应用情况，以两者比对结果为确定边坡坡面加固方案提供参考依据。
【专利说明】
一种边坡坡面加固测试装置及其测试评价方法
技术领域
[0001] 本发明属于土体工程技术领域，特别是涉及一种边坡坡面加固测试装置及其测试 评价方法。
【背景技术】
[0002] 近二十年来，由于环保意识的加强，高分子土壤稳定剂因其所具有的生态功能而 广受国内外研究学者和企业的关注。
[0003] 土壤稳定剂主要通过对土颗粒的包裹及连接等物理作用，改善土体的水理性质， 达到提高土壤水稳性及抗侵蚀能力，稳定土体结构的功能，在边坡侵蚀防治、水土保持、防 尘固沙及环保工程中具有广阔应用前景。但对稳定剂的作用效果分析以及针对不同工程情 况下的用量分析还缺乏相应的测试仪器，如果在实地进行试验，则需要进行多次试验，浪费 大量的人力和财力。为此，开发一种在室内即可模拟实际情况的装置，用于测试评价稳定剂 及其用量在实际工程中的应用效果是十分必要的。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为克服现有技术所存在的不足而提供一种边坡坡面加固测试装 置及其测试评价方法，本发明能够在室内模拟未加土壤稳定剂的土体和加土壤稳定剂的土 体的实际应用情况，以两者比对结果为确定边坡坡面加固方案提供参考依据。
[0005] 根据本发明提出的一种边坡坡面加固测试装置，其特征在于，包括盛土装置、可模 拟不同强度降雨情况的降雨装置、承压装置、出水装置和雨水冲刷结果的分析装置，所述盛 土装置的前端分布有出水装置，所述盛土装置的上方设有降雨装置;所述盛土装置在靠近 供水源的可调节端设有承压装置，所述盛土装置的后端设有分析装置。
[0006] 本发明提出的一种边坡坡面加固测试装置的进一步的优选方案是：
[0007] 所述盛土装置设有尺寸完全相同的左右两个铁槽，所述左右两个铁槽的底部设有 一块铁板将左右两个铁槽相连;所述盛土装置的底部呈弧形。
[0008] 所述可模拟不同强度降雨情况的降雨装置由架设在前后两根支撑架上的装有四 个喷头的水管和供水源组成。
[0009] 所述承压装置由盛土装置的可调节端底部的两根承压杆组成;通过调节承压杆的 高度可模拟实际边坡的坡角。
[0010] 所述出水装置由盛土装置的前端两个上出水口和两个下出水口组成;所述上出水 口测得水量是经过铁槽中土体表面直接流出来的水;所述下出水口测得水量是渗透土体后 从铁槽底部流出来的水。
[0011] 所述雨水冲刷结果的分析装置由照相机、数据线和计算机组成。
[0012] 本发明的实现原理是:本发明首先是在左右两个铁槽中分别加相同量的素土和加 稳定剂的土，保证土面和铁槽边缘平齐;然后调节两根承压杆的高度，以模拟边坡的实际坡 角;接下来，静置一段时间待稳定剂与土粒完全作用后，打开供水源，启动降雨装置，以模拟 实际降雨情况;接下来，测量预设降雨时间内的四个出水口的水量，通过计算机控制照相机 拍照，利用传回来的照片信息计算机自动分析模拟边坡表面雨水冲刷情况;最后通过与左 右两个铁槽内测得数据进行对比分析，从而得到可用于对边坡坡面加固的参考方案。
[0013] 本发明与现有技术相比其显著优点在于:一是本发明是一种在室内用未加稳定剂 的土和加稳定剂的土进行实际情况模拟、再将两者结果对比进而确定边坡加固方案的装 置，填补了本领域现有技术的空白。二是本发明通过改变铁槽内的土样，调节承压杆的高度 和降雨装置模拟边坡的实际情况，测得的数据更接近真值。三是本发明的测试装置可在室 内多次重复使用，降低成本;本发明的测试评价方法简便可靠，可操作性强;本发明适于在 土体工程技术领域中推广应用。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明提出的一种边坡坡面加固测试装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图和实施例对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细描述。
[0016] 结合图1，本发明提出的一种边坡坡面加固测试装置，包括盛土装置、可模拟不同 强度降雨情况的降雨装置、承压装置、出水装置和雨水冲刷结果的分析装置，所述盛土装置 的前端分布有出水装置，所述盛土装置的上方设有降雨装置;所述盛土装置设有尺寸完全 相同的左右两个铁槽（1)，所述左右两个铁槽（1)的底部设有一块铁板(2)将左右两个铁槽 (1)相连;所述盛土装置的底部呈弧形，所述盛土装置在靠近供水源的可调节端设有承压装 置，所述盛土装置的后端设有分析装置;所述可模拟不同强度降雨情况的降雨装置由架设 在前后两根支撑架(8)上的装有四个喷头(6)的水管(5)和供水源组成;所述承压装置由盛 土装置的可调节端底部的两根承压杆(11)组成;通过调节承压杆(11)的高度可模拟实际边 坡的坡角；所述出水装置由盛土装置的前端两个上出水口（4)和两个下出水口（3)组成;所 述上出水口（4)测得水量是经过铁槽中土体表面直接流出来的水;所述下出水口（3)测得水 量是渗透土体后从铁槽底部流出来的水;所述雨水冲刷结果的分析装置由照相机(7)、数据 线(9)和计算机(10)组成。
[0017] 实施例1。以本发明提出的一种边坡坡面加固测试装置的测试评价方法为具体应 用实施例，进一步公开本发明的测试评价方法的具体操作步骤如下：
[0018] 步骤1，准备阶段：
[0019]在进行试验之前，准备以下材料：
[0020]步骤1.1加固边坡的土样；
[0021] 步骤1.2加固边坡的坡角；
[0022] 步骤1.3加固边坡所在地区最强降雨强度记录；
[0023] 步骤1.4土壤稳定剂；
[0024]步骤2,试验阶段：
[0025]步骤2.1将所述边坡坡面加固测试装置放平，检查各部分是否正常；
[0026]步骤2.2在左右两个铁槽中分别装入相同量的素土，分3层压实，保证土槽内素土 的均匀密实性，并保证素土土面和铁槽边缘平齐;并在其中一个铁槽表面喷洒Icm厚的土壤 稳定剂；
[0027]步骤2.3根据加固边坡坡角，调节两根承压杆的高度；
[0028]步骤2.4静置24小时，待稳定剂与素土完全作用；
[0029] 步骤2.5打开供水源，启动降雨装置，根据加固边坡所在地区最强降雨记录控制降 雨时间；
[0030] 步骤2.6用四个容器盛接四个出水口流出的水，同时记录四个出水口开始出水的 时间，记为右、t卜左、t下右、t下左:测景四个出水口的出水景，记为Qh左、Q卜右、Q下左、Qr右:并通过前 一分钟的地上径流与地下径流差值和通过大量试验求得渗透率_算取百分数；
[0031 ]步骤2.7通过计算机控制照相机拍照，利用传回来的照片信息计算机自动分析模 拟边坡表面被雨水冲刷情况，计算模拟边坡表面的雨水冲刷率，记为知、知；
[0032] 步骤3,整理阶段：
[0033] 步骤3.1，数据整理：
[0034] 计算径流差率=(QmQLhS)/Qlt右；
[0035 ] 计算径流差率=(Q下左-Qr右)/Qr左；
[0036]计算渗透率=(Oh右ti-Qr右t2)/(0?3);
[0037]计算渗透率=(Qhfoi-Qr左t2)/(0?!);
[0038] 步骤3.2仪器整理；
[0039]步骤4,评价方法：
[0040] 采用赋分法，对步骤3所述整理后的数据进行对比赋分，然后计算总分，依据总分 评价加稳定剂的素土的效果，具体如表1所示：
[0041] 表1:稳定剂作用效果评分细则
[0044] 用四个出水口的出水时间对上述总分值进行修正，依据上出水口的出水时间越早 越好，下出水口的出水时间越晚越好，在>80、60-80、40-60、20-40、<20五个赋分段之间， 对加稳定剂的素土的作用效果进行评估及修正，具体如表2所示：
[0045] 表2:稳定剂作用效果评估表
[0047] 最后，计算总得分。
[0048] 本发明的【具体实施方式】中凡未涉到的说明属于本领域的公知技术，可参考公知技 术加以实施。
[0049] 本发明经反复试验验证，取得了满意的试用效果。
[0050] 以上【具体实施方式】及实施例是对本发明提出的一种边坡坡面加固测试装置及其 测试评价方法技术思想的具体支持，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提 出的技术思想，在本技术方案基础上所做的任何等同变化或等效的改动，均仍属于本发明 技术方案保护的范围。
【主权项】
1. 一种边坡坡面加固测试装置，其特征在于，包括盛±装置、可模拟不同强度降雨情况 的降雨装置、承压装置、出水装置和雨水冲刷结果的分析装置，所述盛±装置的前端分布有 出水装置，所述盛±装置的上方设有降雨装置;所述盛±装置在靠近供水源的可调节端设 有承压装置，所述盛±装置的后端设有分析装置。2. 根据权利要求书1所述的一种边坡坡面加固测试装置，其特征在于，所述盛±装置设 有尺寸完全相同的左右两个铁槽（1)，所述左右两个铁槽（1)的底部设有一块铁板(2)将左 右两个铁槽(1)相连;所述盛±装置的底部呈弧形。3. 根据权利要求书2所述的一种边坡坡面加固测试装置，其特征在于，所述可模拟不同 强度降雨情况的降雨装置由架设在前后两根支撑架(8)上的装有四个喷头(6)的水管(5)和 供水源组成。4. 根据权利要求书3所述的一种边坡坡面加固测试装置，其特征在于，所述承压装置由 盛±装置的可调节端底部的两根承压杆（11)组成;通过调节承压杆（11)的高度可模拟实际 边坡的坡角。5. 根据权利要求书4所述的一种边坡坡面加固测试装置，其特征在于，所述出水装置由 盛±装置的前端两个上出水口（4)和两个下出水口（3)组成;所述上出水口（4)测得水量是 经过铁槽中±体表面直接流出来的水;所述下出水口（3)测得水量是渗透±体后从铁槽底 部流出来的水。6. 根据权利要求书5所述的一种边坡坡面加固测试装置，其特征在于，所述雨水冲刷结 果的分析装置由照相机(7)、数据线(9)和计算机(10)组成。7. 根据权利要求1-6任一项所述的一种边坡坡面加固测试装置的测试评价方法，其特 征在于，包括如下基本步骤： 步骤1，准备阶段： 在进行试验之前，准备W下材料： 步骤1.1加固边坡的素±; 步骤1.巧日固边坡的坡角； 步骤1.3加固边坡所在地区最强降雨强度记录； 步骤1.4±壤稳定剂； 步骤2,试验阶段： 步骤2.1将所述边坡坡面加固测试装置放平，检查各部分是否正常； 步骤2.2在左右两个铁槽中分别装入相同量的素±，分3层压实，保证±槽内素±的均 匀密实性，并保证素面和铁槽边缘平齐;并在其中一个铁槽表面喷洒1cm厚的±壤稳定 剂； 步骤2.3根据加固边坡坡角，调节两根承压杆的高度； 步骤2.4静置24小时，待稳定剂与素±完全作用； 步骤2.5打开供水源，启动降雨装置，根据加固边坡所在地区最强降雨记录控制降雨时 间； 步骤2.6用四个容器盛接四个出水口流出的水，同时记录四个出水口开始出水的时间， 记为t上右、让￡、杆右、杆左;测量四个出水口的出水量，记为Qj立、Q上右、如左、Qt右;并通过前一分钟 的地上径流与地下径流差值和通过大量试验求得渗透率牺5算取百分数； 步骤2.7通过计算机控制照相机拍照，利用传回来的照片信息计算机自动分析模拟边 坡表面被雨水冲刷情况，计算模拟边坡表面的雨水冲刷率，记为括、相； 步骤3,整理阶段： 步骤3.1，数据整理： 计算径流差率=(Q±￡-Q_fc￡)/Q上右； 计算径流差率=(如左-如&)/如左； 计算渗透率=(0上右tl-如右t2)/(阵酌)； 计算渗透率=(Q±￡tl-如左t2)/(阵酌)； 步骤3.2仪器整理； 步骤4,评价方法： 采用赋分法，对步骤3所述整理后的数据进行对比赋分，然后计算总分，依据总分评价 加稳定剂的素±的效果，具体如表1所示： 表1:稳定剂作用效果评分细则用四个出水口的出水时间对上述总分值进行修正，依据上出水口的出水时间越早越 好，下出水口的出水时间越晚越好，在>80、60-80、40-60、20-40、<20五个赋分段之间，对 加稳定剂的素±的作用效果进行评估及修正，具体如表2所示： 表2:稳定剂作用效果评估表 '^最后，计算总得分。 '' ' '
【文档编号】G01N3/56GK105842099SQ201610296535
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月6日
【发明人】刘瑾, 白玉霞, 陶纬, 朱书梅, 张亚, 王洪运, 黄卫, 孙梦雅
【申请人】河海大学