山體滑坡是一種嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害,影響著世界上的許多地區(qū)。例如,美國(guó)所有50個(gè)州和地區(qū)都發(fā)生過(guò)山體滑坡,平均每年造成約10-20億美元的損失,超過(guò)25人死亡(美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局,2014年)。落石、旋轉(zhuǎn)型滑坡和泥石流是與斜坡失效有關(guān)的一些最常見的危險(xiǎn),有時(shí)甚至是致命的危險(xiǎn),但關(guān)于它們是如何以及為什么發(fā)生的,仍有很多東西需要了解。
了解是什么導(dǎo)致了斜坡失效,以及一旦物理?xiàng)l件發(fā)生變化,土體會(huì)如何反應(yīng),是風(fēng)險(xiǎn)管控的關(guān)鍵。GDS與斜坡穩(wěn)定領(lǐng)域的一些領(lǐng)先研究人員合作,開發(fā)和制造測(cè)試系統(tǒng),使人們更好地了解斜坡故障。該系統(tǒng)允許在實(shí)驗(yàn)室中模擬復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)條件和邊坡響應(yīng),反過(guò)來(lái)可用于評(píng)估各種滑坡災(zāi)害對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的風(fēng)險(xiǎn)。
滑坡試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
滑坡試驗(yàn)設(shè)備
GDSTAS – 自動(dòng)三軸系統(tǒng) 自動(dòng)三軸系統(tǒng)(GDSTAS)是一種基于荷載框架的三軸測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)選擇一系列載荷框架、三軸壓力室、壓力控制器和軟件來(lái)進(jìn)行配置。該系統(tǒng)可配置為一個(gè)多站商業(yè)測(cè)試設(shè)備,以及研究水平的高范圍巖石測(cè)試。如果現(xiàn)有的三軸系統(tǒng)需要升級(jí),GDSTAS系統(tǒng)的部分可以與現(xiàn)有設(shè)備(包括其他制造商的設(shè)備)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行升級(jí)。 可以從TAS中獲得典型的排水和不排水抗剪強(qiáng)度參數(shù),如內(nèi)摩擦角和粘聚力,以便在考慮滑坡災(zāi)害時(shí)進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性評(píng)估。 自動(dòng)三軸儀可以模擬滑坡土體的實(shí)際承載環(huán)境,研究其力學(xué)特性和穩(wěn)定性。通過(guò)全自動(dòng)化的應(yīng)力控制式加載和高精度數(shù)據(jù)采集,分析飽和及非飽和土體的力學(xué)參數(shù),揭示滑坡發(fā)生的機(jī)理,為滑坡預(yù)測(cè)和防治提供科學(xué)依據(jù)。 GDSSS – 剪切試驗(yàn)系統(tǒng) 剪切試驗(yàn)系統(tǒng)(GDSSS)是一種電機(jī)控制得剪切試驗(yàn)裝置,可以配置為直接剪切或直接單剪試驗(yàn)裝置。該設(shè)備的好處是,直接剪切和直接單剪之間的轉(zhuǎn)換是簡(jiǎn)潔的,如果在構(gòu)建時(shí)都沒有提供這兩個(gè)選項(xiàng),缺失的選項(xiàng)可以在后期提供。注意,慢循環(huán)載荷也可以應(yīng)用于使用該儀器的試樣,允許多反轉(zhuǎn)試驗(yàn)自動(dòng)化,并估算大應(yīng)變下土體的殘余強(qiáng)度。 直剪儀可以測(cè)定滑坡相關(guān)巖土體的抗剪強(qiáng)度及其變化規(guī)律。通過(guò)直剪試驗(yàn),可以了解巖土體在不同條件下的承載能力,為滑坡穩(wěn)定性分析提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)有助于預(yù)測(cè)滑坡風(fēng)險(xiǎn),并為滑坡治理工程提供科學(xué)依據(jù)。 GDSBPS – 反壓直剪試驗(yàn)系統(tǒng) 反壓直剪試驗(yàn)系統(tǒng)(GDSBPS)用于對(duì)土壤試樣進(jìn)行靜態(tài)直接剪切試驗(yàn),并進(jìn)行精確的背壓控制。注意,靜態(tài)GDSBPS范圍包括提供控制孔隙水壓力的飽和版本,以及提供控制孔隙水和孔隙空氣壓力的不飽和版本。直接剪切試驗(yàn)可以在使用恒定的體積或恒定的法向應(yīng)力條件下進(jìn)行.系統(tǒng)可以模擬邊坡失穩(wěn)情況下土體應(yīng)力條件。 反壓直剪儀可以精確模擬滑坡現(xiàn)場(chǎng)土體受力條件,通過(guò)控制孔隙水壓力和孔隙氣壓力(非飽和土),全面評(píng)估土體的抗剪強(qiáng)度特性。其能夠模擬不同工況下土體的力學(xué)響應(yīng),為滑坡穩(wěn)定性分析、預(yù)警及治理工程提供重要數(shù)據(jù)支持。反壓直剪儀的高精度測(cè)試能力,使得滑坡測(cè)試的結(jié)果更加可靠,有助于提升滑坡災(zāi)害防治的科學(xué)性和有效性。 DYNBPS– 動(dòng)態(tài)反壓直剪儀 動(dòng)態(tài)反壓剪切系統(tǒng)DYNBPS用于控制孔隙壓力的土壤試樣的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)直接剪切試驗(yàn)。在直接剪切測(cè)試期間對(duì)孔隙壓力的控制允許在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)真實(shí)世界的情況進(jìn)行建模。該裝置的這種動(dòng)態(tài)版本允許對(duì)滑坡進(jìn)行建模,因?yàn)樗谄茐牡某跏紩r(shí)刻后迅速獲得速度,或者觀察地震引起的循環(huán)應(yīng)力下發(fā)生的破壞。注意,循環(huán)直接剪切試驗(yàn)是可能的,同時(shí)仍然控制和測(cè)量孔隙壓力。雖然最初設(shè)計(jì)用于滑坡試驗(yàn),但DYNBPS提供了典型的土壤抗剪強(qiáng)度參數(shù),可用于現(xiàn)有和計(jì)劃中的堤壩的穩(wěn)定性評(píng)估。 動(dòng)態(tài)反壓直剪儀能模擬滑坡過(guò)程中土體的動(dòng)態(tài)受力及孔隙壓力變化,精確測(cè)定土體抗剪強(qiáng)度,深入研究滑坡觸發(fā)與演化機(jī)制。通過(guò)該儀器測(cè)試,為滑坡穩(wěn)定性評(píng)估、預(yù)測(cè)及防治工程提供科學(xué)依據(jù),增強(qiáng)滑坡治理的針對(duì)性和有效性。 GDSLADS – GDS大型自動(dòng)直剪儀系統(tǒng) 大型直剪儀GDSLADS是一種電機(jī)控制直接剪切試驗(yàn)裝置,試樣尺寸最高可達(dá)300mm,正方形或圓形。使用不同的試樣組可用于研究土工膜和巖石試樣在直接剪切條件下的土體響應(yīng)。這些選項(xiàng)使該系統(tǒng)成為確定現(xiàn)有和計(jì)劃堤壩穩(wěn)定性評(píng)估所需的強(qiáng)度參數(shù)時(shí)的有用工具。 大型直剪儀在滑坡測(cè)試中的應(yīng)用包括: (1)高精度模擬:高精度地模擬滑坡過(guò)程中土體的受力狀態(tài),包括不同方向的荷載和剪切速率,為滑坡穩(wěn)定性分析提供可靠數(shù)據(jù)。 (2)全面測(cè)試能力:可自動(dòng)完成多種類型的直剪試驗(yàn),如固結(jié)快剪、固結(jié)排水剪、不排水剪等,全面評(píng)估土體的抗剪強(qiáng)度特性及其變化規(guī)律。 (3)數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè):結(jié)合先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng),對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和深入分析,預(yù)測(cè)滑坡風(fēng)險(xiǎn),為滑坡防治提供科學(xué)依據(jù)。 (4)提升測(cè)試效率:自動(dòng)化程度高,減少了人為誤差,提高了測(cè)試效率和準(zhǔn)確性,有助于快速響應(yīng)滑坡災(zāi)害的預(yù)警和治理需求。 EMDCSS – 伺服電機(jī)控制的動(dòng)單剪系統(tǒng) GDS電機(jī)控制的動(dòng)單剪系統(tǒng)(EMDCSS)是進(jìn)行動(dòng)單剪試驗(yàn)的主要設(shè)備,它不僅可以進(jìn)行小應(yīng)變(0.005%剪應(yīng)變幅值)到大應(yīng)變(10%剪應(yīng)變幅值)的動(dòng)態(tài)循環(huán)試驗(yàn),還可以進(jìn)行非常精確的準(zhǔn)靜態(tài)測(cè)試。易于制備的試樣受到主應(yīng)力旋轉(zhuǎn),可以反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察到的許多土體響應(yīng)。對(duì)于先進(jìn)的商業(yè)測(cè)試或?qū)W術(shù)研究的最佳選擇,允許確定邊坡穩(wěn)定性評(píng)估所需的強(qiáng)度和變形參數(shù)。 動(dòng)單剪測(cè)試系統(tǒng)在滑坡測(cè)試中的應(yīng)用: (1)模擬真實(shí)環(huán)境:該系統(tǒng)能夠模擬滑坡過(guò)程中土體在單剪條件下的動(dòng)態(tài)受力情況,包括不同剪應(yīng)變幅值和頻率的加載,從而更真實(shí)地反映滑坡現(xiàn)場(chǎng)的力學(xué)環(huán)境。 (2)評(píng)估土體特性:通過(guò)動(dòng)單剪測(cè)試,可以精確測(cè)定滑坡土體的動(dòng)強(qiáng)度、動(dòng)態(tài)模量、阻尼比等動(dòng)態(tài)力學(xué)參數(shù),為滑坡穩(wěn)定性分析提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。 (3)研究滑坡機(jī)理:動(dòng)單剪測(cè)試有助于深入研究滑坡的觸發(fā)條件、演化過(guò)程以及土體在動(dòng)態(tài)荷載下的破壞機(jī)制,為滑坡預(yù)測(cè)和防治提供科學(xué)依據(jù)。 (4)指導(dǎo)工程設(shè)計(jì):基于動(dòng)單剪測(cè)試的結(jié)果,工程師可以更加準(zhǔn)確地評(píng)估滑坡風(fēng)險(xiǎn),并設(shè)計(jì)合理的防治工程措施,如加固滑坡體、改善排水條件等,以提高滑坡治理的針對(duì)性和有效性。 VDDCSS – 可變方向循環(huán)單剪儀 變方向動(dòng)態(tài)循環(huán)單剪試驗(yàn)系統(tǒng)(VDDCSS)允許在兩個(gè)方向上進(jìn)行簡(jiǎn)單剪切,而不是標(biāo)準(zhǔn)的單個(gè)方向。這是通過(guò)有一個(gè)作用主執(zhí)行器90度的二次剪切執(zhí)行器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)作為變向機(jī)使用時(shí),二次剪切軸可以獨(dú)立使用,或與其他剪切軸一起使用。因此,可以在任何水平方向上進(jìn)行簡(jiǎn)單的剪切。這些特性允許確定邊坡穩(wěn)定性評(píng)估所需的強(qiáng)度和變形參數(shù)。 變方向動(dòng)單剪測(cè)試系統(tǒng)在滑坡測(cè)試中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在模擬復(fù)雜滑坡過(guò)程上。該系統(tǒng)能模擬土體在不同方向剪切力作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng),評(píng)估土體抗剪強(qiáng)度及變形特性,揭示滑坡發(fā)生的力學(xué)機(jī)制。通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與分析,為滑坡穩(wěn)定性評(píng)估、預(yù)測(cè)及防治提供科學(xué)依據(jù),增強(qiáng)滑坡治理的針對(duì)性和有效性。 GDSIST – 界面剪切試驗(yàn)系統(tǒng) 界面剪切試驗(yàn)系統(tǒng)是一個(gè)CRS固結(jié)單元,具有額外的能力,底座可以無(wú)限旋轉(zhuǎn)。內(nèi)部測(cè)壓元件同時(shí)測(cè)量試樣上的軸向力以及所產(chǎn)生的扭矩。該系統(tǒng)被設(shè)計(jì)用于測(cè)試試樣與頂蓋之間的剪切界面。用戶可以將特定的材料綁定在頂部進(jìn)行測(cè)試。這些特性使得GDSIST能夠定義材料之間的界面強(qiáng)度,并確定土壤的殘余強(qiáng)度,作為邊坡穩(wěn)定性評(píng)估的一部分。 界面剪切系統(tǒng)在滑坡測(cè)試中的應(yīng)用包括: (1)抗剪強(qiáng)度評(píng)估:通過(guò)模擬滑坡過(guò)程中巖土體界面在不同條件下的剪切作用,系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確測(cè)定界面的抗剪強(qiáng)度,為滑坡穩(wěn)定性分析提供關(guān)鍵參數(shù)。 (2)機(jī)制研究:有助于深入研究滑坡過(guò)程中土體與巖體、不同土層間界面的相互作用機(jī)制,揭示滑坡的觸發(fā)條件和演化過(guò)程。 (3)數(shù)據(jù)支持:實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與分析功能,為滑坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、預(yù)測(cè)預(yù)警及防治工程的設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù),提高滑坡治理的針對(duì)性和有效性。 ST-RTS – 靜態(tài)巖石三軸測(cè)試系統(tǒng) 靜態(tài)巖石三軸測(cè)試系統(tǒng)可使軸向載荷應(yīng)用達(dá)到1MN,三軸壓力室的額定值高達(dá)70MPa,用于最大直徑為50mm的試樣。 靜態(tài)巖石三軸系統(tǒng)在滑坡測(cè)試中的應(yīng)用包括: (1)力學(xué)特性分析:該系統(tǒng)能模擬滑坡中巖石在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的行為,通過(guò)三軸壓縮試驗(yàn)測(cè)定巖石的抗壓強(qiáng)度、彈性模量等力學(xué)參數(shù),為滑坡穩(wěn)定性分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 (2)滑坡機(jī)制研究:借助靜態(tài)巖石三軸測(cè)試系統(tǒng),可深入研究滑坡過(guò)程中巖石的破壞機(jī)理、應(yīng)力狀態(tài)變化等,為滑坡預(yù)測(cè)和防治提供科學(xué)依據(jù)。 (3)工程設(shè)計(jì)支持:基于測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)果,工程師能更準(zhǔn)確地評(píng)估滑坡風(fēng)險(xiǎn),優(yōu)化防治工程的設(shè)計(jì),如邊坡加固、排水系統(tǒng)布置等,以提高滑坡治理的針對(duì)性和有效性。 DT-RTS – 動(dòng)態(tài)巖石三軸測(cè)試系統(tǒng) 動(dòng)態(tài)巖石三軸測(cè)試系統(tǒng)可以在20Hz及以下的動(dòng)態(tài)頻率下施加高達(dá)400kN的軸向負(fù)載。動(dòng)態(tài)加載是通過(guò)一個(gè)伺服-液壓執(zhí)行器系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 動(dòng)態(tài)巖石三軸系統(tǒng)在滑坡測(cè)試中的應(yīng)用包括: (1)模擬真實(shí)滑坡環(huán)境:該系統(tǒng)能夠動(dòng)態(tài)模擬滑坡過(guò)程中巖石所受的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài),包括不同方向的應(yīng)力和壓力變化,從而更真實(shí)地反映滑坡現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。 (2)力學(xué)特性評(píng)估:通過(guò)動(dòng)態(tài)加載和卸載過(guò)程,系統(tǒng)能夠全面評(píng)估巖石的抗壓強(qiáng)度、彈性模量、泊松比等力學(xué)參數(shù)及其隨時(shí)間和應(yīng)力狀態(tài)的變化規(guī)律,為滑坡穩(wěn)定性分析提供重要依據(jù)。 (3)滑坡機(jī)制研究:動(dòng)態(tài)巖石三軸測(cè)試系統(tǒng)有助于深入研究滑坡過(guò)程中巖石的破壞機(jī)理、應(yīng)力路徑、能量演化等,揭示滑坡發(fā)生的內(nèi)在規(guī)律和影響因素。 (4)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與防治:基于系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果,可以更加準(zhǔn)確地評(píng)估滑坡的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),為制定科學(xué)合理的滑坡防治方案提供數(shù)據(jù)支持,如邊坡加固、排水系統(tǒng)優(yōu)化等。 GDSAV – 聲速傳感器 聲速傳感器測(cè)量試樣內(nèi)的P波和S波速度。在某些情況下,傳感器可以安裝在底座和頂蓋上,或安裝在試樣的兩側(cè),以便在多個(gè)方向上測(cè)量聲波速度。 聲速傳感器在滑坡測(cè)試中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警方面。它能夠通過(guò)測(cè)量聲波在滑坡體中的傳播速度變化,來(lái)探測(cè)滑坡體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)變化和穩(wěn)定性狀態(tài)。這種技術(shù)為滑坡的早期預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供了重要依據(jù)。 HPBPS - 高壓反壓直剪儀 高壓反壓直剪儀是GDSBPS的高壓版本。可在試樣上施加高達(dá)100kN的正常和剪切載荷,背壓可達(dá)10MPa。 高壓反壓直剪儀模擬滑坡復(fù)雜應(yīng)力,精確測(cè)定土體抗剪強(qiáng)度,助力滑坡機(jī)理研究,為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與防治工程提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持,是滑坡測(cè)試中的重要技術(shù)工具。
Shearmatic EmS - 自動(dòng)直剪儀 Shearmatic EmS自動(dòng)直剪儀是一款全自動(dòng)剪切試驗(yàn)系統(tǒng),得益于新型低維護(hù)、高效和環(huán)保的機(jī)電伺服驅(qū)動(dòng)(EmS)技術(shù)。測(cè)試系統(tǒng)安靜、緊湊、高性能,可以獨(dú)立運(yùn)行,也可以通過(guò)我們獨(dú)創(chuàng)的軟件進(jìn)行控制,該軟件可以通過(guò)一臺(tái)電腦控制多達(dá)6個(gè)單元,使您能夠逐步且無(wú)縫地?cái)U(kuò)展您的實(shí)驗(yàn)室。 Shearmatic EmS自動(dòng)直剪儀在滑坡測(cè)試中,通過(guò)高精度伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù),模擬滑坡界面剪切過(guò)程,分析土體間力學(xué)特性,為滑坡穩(wěn)定性評(píng)估及治理提供數(shù)據(jù)支持,確保工程安全。其高性能、低噪音及模塊化設(shè)計(jì),提升了測(cè)試精度與效率。 Torshear EmS - 自動(dòng)環(huán)剪儀 Torshear EmS自動(dòng)環(huán)剪儀是一款多功能全自動(dòng)環(huán)剪儀,得益于新型低維護(hù)、高效和環(huán)保的機(jī)電伺服驅(qū)動(dòng)(EmS)技術(shù)。安靜、緊湊和高性能,Torshear EmS測(cè)試系統(tǒng)可以獨(dú)立運(yùn)行,或者通過(guò)我們的軟件控制,同一臺(tái)電腦可以連接多達(dá)六個(gè)單位,使您可以逐步和無(wú)縫擴(kuò)展您的實(shí)驗(yàn)室。 Torshear EmS自動(dòng)環(huán)剪儀在滑坡測(cè)試中,通過(guò)模擬滑坡界面的連續(xù)剪切過(guò)程,精確測(cè)量粘性土的殘余剪切強(qiáng)度,為滑坡穩(wěn)定性評(píng)估提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。其高效、精準(zhǔn)的測(cè)試能力,有效助力滑坡防治工作,確保工程安全。 Shearmatic 300 - 大型直剪儀 SHEARMATIC 300大型自動(dòng)直剪儀適用于土體及其他材料,最大顆粒尺寸可達(dá)20mm的大尺寸試樣。可對(duì)最大尺寸300mm的方形試樣進(jìn)行測(cè)試,配置插入物還可以進(jìn)行更小尺寸的試樣。 SHEARMATIC 300直剪儀,高精度模擬滑坡受力,全面評(píng)估土體抗剪強(qiáng)度,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析助滑坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,為滑坡治理提供科學(xué)依據(jù),是滑坡研究的重要工具。
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