本實用新型專利技術公開了一種基于透明巖體材料的可視化化學電滲法聯合樁基加固邊坡模型試驗裝置，其包括透明巖體、試驗支架、化學電滲單元和混凝土砂漿，其中，透明巖體用于模擬巖石邊坡其中預設1～3條裂縫；試驗支架用于支撐透明巖體和架設數碼相機；化學電滲單元包括電極和化學溶液，電極包括若干陽電極和陰電極；化學溶液為氯化鈣溶液和硅酸鈉溶液；混凝土砂漿用于制備模擬模型試驗裝置中的混凝土樁。該試驗裝置可以可視化模擬整個化學電滲法聯樁基加固邊坡施工過程，并且可以觀測鉆孔、注漿化學反應及灌注混凝土過程與巖體之間的相互作用；且試驗裝置操作簡單，易于實現。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及透明巖體材料、巖體邊坡加固工程模型試驗
，主要適用于土木工程模型試驗等
，尤其涉及一種化學電滲法聯合粧基加固邊坡模型試驗裝置。
技術介紹
當巖石邊坡中存在裂縫時，需要采取措施對巖體進行加固；避免滑坡對人民生命和財產安全造成重大影響。利用化學電滲法聯合粧基加固邊坡不僅可以提高巖體滑動帶的抗剪強度，而且可以增強滑阻力；但是，目前針對該技術方法的作用機理和效果不得而知。因此，尋求一種可視化觀測化學電滲法聯合粧基加固邊坡的模型試驗裝置，是現在工程技術人員努力追求的方向。在本技術之前，中國專利技術專利“一種化學電滲法聯合微型抗滑粧治理滑坡工程的方法”(專利號:ZL201110175164.4)公開了一種化學電滲法聯合微型抗滑粧治理滑坡工程的方法;該技術方案通過在鉆孔內布置金屬電極并灌入不同的化學溶液，在直流電場作用下，形成電滲和化學反應，提高滑動帶潛在破壞面的抗剪強度;然后在鉆孔內澆筑混凝土，形成微型鋼筋混凝土抗滑粧體系，提供滑坡阻滑力;該技術方案可以有效解決了如何提高滑動帶抗剪強度和增設阻滑力的問題。然而，工程技術人員針對該技術處治機理和加固效果的認識卻不夠全面深入，例如，如何觀測打孔過程對巖體及其裂縫的影響和化學電滲法聯合微型抗滑粧-巖相互作用機理等問題。因此，開發一種可視化的化學電滲法聯合微型抗滑粧加固巖體邊坡模型試驗裝置顯得尤為迫切。
技術實現思路
技術目的:為解決現有技術中存在的問題，解決打孔過程對巖體及其裂縫的影響，化學電滲法聯合粧基-巖體相互作用時，巖體滑動、漿液流動及影響范圍情況無法可視化觀測的問題，提供一種基于透明巖體材料的可視化化學電滲法聯合粧基加固邊坡模型試驗裝置，以觀測打孔過程對巖體及其裂縫的影響以及化學電滲法聯合微型抗滑粧與巖體相互作用過程。技術方案:為實現上述技術目的，本技術提出了一種基于透明巖體材料的可視化化學電滲法聯合粧基加固邊坡模型試驗裝置，其包括透明巖體、試驗支架、化學電滲單元和混凝土砂漿，其中，所述的透明巖體用于模擬巖石邊坡，所述透明巖體中預設1?3條裂縫;所述試驗支架用于支撐透明巖體和架設數碼相機;所述化學電滲單元包括電極和化學溶液，其中，所述電極包括若干陽電極和陰電極，所述電極由電動土工格柵或側壁含注漿孔的鋼管制備而成;所述化學溶液為氯化鈣溶液和硅酸鈉溶液，其中，所述氯化鈣溶液注入陽電極所在的鉆孔內，所述硅酸鈉溶液注入陰電極所在的鉆孔內；所述混凝土砂漿用于制備模擬模型試驗裝置中的混凝土粧。其中，所述透明巖體由天然硅石制成，通過一次熔融、一次破碎、挑選清洗、二次破碎、二次熔融，之后將熔融狀態的漿液澆筑在設計好尺寸的模具中，其中在澆筑前已經按照設計位置在模具內部布置1?3條模擬裂縫材料。優選地，所述透明巖體的寬度為500?600mm，高度為500?600mm，所述透明巖體具有一傾斜面，所述傾斜面寬為300?400mm、高為300?400mm。優選地，所述裂縫的材料為黏土;所述裂縫貫通整個透明巖體或不貫通;所述裂縫延伸到傾斜面底端、傾斜面下面或傾斜面中間。在一種實施方式中，所述的試驗支架由鋼材制成，包括底座、縱向桿和橫向桿，其中，所述的底座用于支撐透明巖體，所述底座的一個側面的底邊設置有滑槽，所述的縱向桿垂直底面并設置于所述滑槽內沿著所述滑槽移動，縱向桿可以沿著滑槽前后移動，所述縱向桿上設置有可在所述縱向桿上移動的數碼相機;所述的橫向桿的一端與所述縱向桿相連并平行設置于透明巖體的上方，所述橫向桿上設置有可在橫向桿上移動的數碼相機。通過上述設置，由于所述縱向桿可以在滑槽內沿著底座的一個側邊移動，同時，縱向桿上的數碼相機也可以在高度方向上任意變動位置，因此，可以使該縱向桿上的數碼相機在整個縱平面上移動，即可以觀察透明巖體整個側面的情況。同理，位于橫向桿上的數碼相機可以實現在整個透明巖體上方的水平面上的移動，從而可以觀察透明巖體上方的情況。優選地，所述鉆孔的孔徑為50?100mm，在利用所述化學電滲單元進行化學電滲處理后，灌注混凝土砂漿，形成粧徑為50?100mm的微型抗滑粧，起到增強阻滑力的作用;鉆孔深度根據打孔位置確定，鉆孔穿越裂縫50?125mm;鉆孔排布方式為梅花型或正方形布置。 進一步地，所述電極的外徑為6?12mm、壁厚1?2_、長度為500?700mm，電極露出透明巖體10?20mm;所述電極穿透裂縫，且電極的陰電極和陽電極交錯布置。進一步地，陽電極所在鉆孔內的氯化鈣溶液為15?20%;陰電極所在鉆孔內的硅酸鈉溶液濃度為30?40%。進一步地，所述化學電滲單元施加直流電，直流電的電壓為80?120V，電流為60?200Ao優選地，所述的混凝土砂漿，其混凝土標號為C40或C30，水灰比根據試驗設計需要確定。有益效果:與現有技術相比，本技術可以可視化模擬整個化學電滲法聯粧基加固邊坡施工過程，并且可以觀測鉆孔、注漿化學反應及灌注混凝土過程與巖體之間的相互作用;對于指導化學電滲法聯合粧基加固邊坡工程施工與設計具有重要的指導和參考意義;且試驗裝置操作簡單，易于實現。【附圖說明】圖1是本技術裝置縱向剖面結構示意圖；圖2是本技術裝置俯視圖，其中，鉆孔呈梅花形布置；其中，1為透明巖體，2為裂縫，3為陽電極，4為陰電極，5為鉆孔，6為氯化鈣溶液或者硅酸鈉溶液，7為混凝土砂漿，8為微型抗滑粧，9為透明巖體上方的數碼相機，10為透明巖體側面的數碼相機，11為滑槽，12為橫向桿，13為縱向桿，14為底座，A為透明巖體高度，B為透明巖體寬度，C為鉆孔穿越裂縫的長度;D為電極露出透明巖體長度。【具體實施方式】以下結合附圖詳細敘述本技術的【具體實施方式】。本技術的保護范圍并不僅僅局限于本實施方式的描述。如圖1和圖2所示，本技術提出一種基于透明巖體的化學電滲法聯合粧基加固邊坡模型試驗裝置，包括透明巖體1、試驗支架、化學電滲單元和混凝土砂漿7，其中，透明巖體1用于模擬巖石邊坡，透明巖體中預設1?3條裂縫;試驗支架用于支撐透明巖體和架設數碼相機。化學電滲單元包括電極和化學溶液，其中，電極包括若干陽電極3和陰電極4，電極是由電動土工格柵或側壁含注漿孔的鋼管制備而成，電極的外徑為6?12mm、壁厚1?2mm、長度為500?700mm，電極露出透明巖體10?20mm。化學溶液為氯化鈣溶液和硅酸鈉溶液6，其中，氯化鈣溶液注入陽電極3所在的鉆孔5內，硅酸鈉溶液注入陰電極4所在的鉆孔內，陽電極所在鉆孔內的氯化鈣溶液為15?20%;陰電極所在鉆孔內的硅酸鈉溶液濃度為30?40%。鉆孔5的孔徑為50?100mm，在利用所述化學電滲單元進行化學電滲處理后，灌注混凝土砂漿，形成粧徑為50?100mm的微型抗滑粧8，起到增強阻滑力的作用;鉆孔深度根據打孔位置確定，鉆孔穿越裂縫50?125mm;鉆孔排布方式為梅花型或正方形布置。整個化學電滲單元施加直流電，直流電的電壓為80?120V，電流為60?200A。混凝土砂漿7用于制備模擬模型試驗裝置中的混凝土粧，其混凝土標號為C40或C30，水灰比根據試驗設計需要確定。試驗支架由鋼材制成，包括底座14、縱向桿13和橫向桿12，其中，底座14用于支撐透明巖體，底座當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種化學電滲法聯合樁基加固邊坡模型試驗裝置，其特征在于，包括透明巖體、試驗支架、化學電滲單元、數碼相機和混凝土砂漿，其中，所述的透明巖體用于模擬巖石邊坡，所述透明巖體中預設1～3條裂縫；所述試驗支架用于支撐透明巖體和架設數碼相機，所述的試驗支架由鋼材制成，包括底座、縱向桿和橫向桿，其中，所述的底座用于支撐透明巖體，所述底座的一個側面的底邊設置有滑槽，所述的縱向桿垂直底面并設置于所述滑槽內沿著所述滑槽移動，縱向桿可以沿著滑槽前后移動，所述縱向桿上設置有可在所述縱向桿上移動的數碼相機；所述的橫向桿的一端與所述縱向桿相連并平行設置于透明巖體的上方，所述橫向桿上設置有可在橫向桿上移動的數碼相機；所述透明巖體的表面設置有若干鉆孔，所述化學電滲單元包括電極和化學溶液，其中，所述電極包括若干陽電極和陰電極，所述陽電極和陰電極分別設置于不同的鉆孔內，所述電極由電動土工格柵或側壁含注漿孔的鋼管制備而成；所述化學溶液為氯化鈣溶液和硅酸鈉溶液，其中，所述氯化鈣溶液注入陽電極所在的鉆孔內，所述硅酸鈉溶液注入陰電極所在的鉆孔內；所述混凝土砂漿用于制備模擬模型試驗裝置中的混凝土樁。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：傅鈞義，孔綱強，王成青，周立朵，郝耀虎，
申請(專利權)人：河海大學，
類型：新型
國別省市：江蘇;32
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