CN101950503A - 制作地质力学模型的分层拆卸压实实验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制作地质力学模型的分层拆卸压实实验装置,包括承压板、底部连接柱和可拆卸承压柱,所述承压板上均匀设有若干组连接柱,每组连接柱上面均设有若干层依次卡接的可拆卸承压柱。承压板为刚性结构,承压板上均匀切削有若干卡槽,若干连接柱分别固定在若干卡槽里。可拆卸承压柱各层之间加工有榫卯结构,各层可拆卸承压柱通过榫卯结构互相卡牢固定。本发明装置具有结构简单、使用方便、模型压实效果好等优点,有效提高了地质力学模型制作的工艺水平。

Description

制作地质力学模型的分层拆卸压实实验装置
技术领域
本发明涉及一种制作岩土工程地质力学模型的分层拆卸压实实验装置。
背景技术
要进行地质力学模型试验,必然需要使用地质力学模型的制作工具。目前国内外地质力学模型制作通常采用夯实器夯击成型和块体砌筑成型。由于夯实器的击实功、起落高度、夯击次数的影响,导致夯击出力不均匀,从而严重影响模型体的密实性和均匀性,最终造成地质力学模型试验结果失真。块体砌筑制作的模型,虽然单个块体均匀且参数符合设计要求,但因为存在大量人为的砌缝,导致模型体出现若干不符合实际的结构面,影响模型整体的均匀性,最终使模型体不符合设计要求。
为提高模型制作的质量,保证模型体的均匀性和密实性,设计发明一种制作岩土工程地质力学模型的分层拆卸压实实验装置,可有效提高地质力学模型的制作工艺水平。 
目前国内相关地质力学模型制作装置的研究现状如下:
(1)《四川大学学报》2001年第3期介绍了一种拱坝模型试验,试验模型采用砌筑成型,存在人为的软弱结构面,无法保证模型整体结构的均匀性。
(2)《岩土力学》2004年第11期介绍了一种模型试验,试验模型采用砌筑成型,存在人为的软弱结构面,无法保证模型整体结构的均匀性。
(3)《施工技术》2005年第11期介绍了一种石膏相似材料的模型试验,试验模型采用砌筑成型,存在人为的软弱结构面,无法保证模型整体结构的均匀性。
(4)《岩石力学与工程学报》2006年第9期介绍了一种分叉隧道模型试验,试验模型采用人工夯实成型,无法保证模型整体结构的密实性。
(5)申请号为200810056625.4的中国专利介绍了一种复合作用函数逆向控制的模型试验,试验模型采用击实器夯实成型,无法保证模型体的密实性。
(6)《岩石力学与工程学报》2010年第1期介绍了一种相似材料模型试验,试验模型采用砌筑成型,存在人为的软弱结构面,无法保证模型整体结构的均匀性。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足,提供一种结构简单、使用方便、压实效果好的制作地质力学模型的分层拆卸压实实验装置。
为实现上述目的,本发明采用下述技术方案:
一种制作岩土工程地质力学模型的分层拆卸压实实验装置,包括承压板,所述承压板上均匀设有若干组连接柱,每组连接柱上面均设有若干层依次卡接的可拆卸承压柱。
所述承压板为刚性结构,承压板上均匀切削有若干卡槽,若干连接柱分别固定在若干卡槽里。
所述可拆卸承压柱之间加工有榫卯结构,各层可拆卸承压柱之间通过榫卯结构互相卡牢固定。
本发明具有如下技术优势:
1)分层拆卸压实实验装置简化了模型压实过程,每压实完一层模型材料则拆掉一层承压柱,然后进行下一层模型的压实,整个模型制作过程高效、快捷、简便。
2)整个装置具有结构简单、使用方便、模型压实效果好等优点。
附图说明
图1是本发明专利结构示意图;
其中1.承压板,2.连接柱,3.可拆卸承压柱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示,一种制作地质力学模型的分层拆卸压实实验装置,包括承压板1,所述承压板1上均匀设有四组连接柱2,每组连接柱上面均设有若干层依次卡接的可拆卸承压柱3。
所述承压板1为刚性结构,承压板1上均匀切削有四个卡槽,四组连接柱2分别固定在四个卡槽里。刚性承压板采用高强合金钢板,厚度为5cm,刚度大,以使压力载荷向模型体均匀施加。钢板长宽尺寸与模型横截面相同,以使整个模型体均匀受压。
所述可拆卸承压柱3各层之间加工有榫卯结构,可拆卸承压柱通过榫卯结构互相卡牢固定。
本发明包含三部分:刚性承压板1、底部连接柱2和可拆卸承压柱3。其中,刚性承压板1为锰合金高强度钢板,长宽尺寸与模型体横截面一致,高为5cm,承压板1的尺寸和材质保证了压力载荷均匀传递于模型体。底部连接柱2与刚性承压板1高度之和为h,即模型设计压实层高。可拆卸承压柱3每层柱高为h,其层数为n-2(n为模型体压制层数)。该设计保证了从压制第一层模型开始,直至整个模型压制完成为止,每压实完一层后只需去掉一层可拆卸承压柱3即可继续进行下一层模型材料的压制。压制过程中始终保证了压实装置与其下面的模型材料高度之和为模型体的设计高度H。压实模型的施力源采用数控液压千斤顶,反力装置为模型反力架,压力荷载由模型实验加压控制系统控制。 
本发明模型压实过程为:将模型材料置入模型架后平摊铺匀,然后将整个压实装置放于摊铺的模型材料上,压实装置上方置以千斤顶并组装模型反力架;用加载控制系统控制液压千斤顶进行模型压实。每一层模型压制完成后,进行模型分层风干处理,将材料内的酒精挥发使模型体干燥,保证其强度达到设计值。然后埋设测试仪器。测试仪器埋设后,分层摊铺下一层模型材料,同时拆卸掉压实装置上的一层承压柱3,按上述方式依次进行下一层模型的压实。当压实至第n-1层时,可拆卸承压柱3全部去掉,只剩下刚性承压板1与底部连接柱2,由于二者高度为h,恰好可将n-1层材料压实。当压实第n层材料时,则将整个压实装置全部取下,只用千斤顶压制即可。

Claims (3)

1.一种制作地质力学模型的分层拆卸压实实验装置,包括承压板、底部连接柱和可拆卸承压柱,所述承压板上均匀设有若干组连接柱,每组连接柱上面均设有若干层依次卡接的可拆卸承压柱。
2.根据权利要求1所述的制作地质力学模型的分层拆卸压实实验装置,其特征在于:所述承压板为刚性结构,承压板上均匀切削有若干卡槽,若干连接柱分别固定在若干卡槽里。
3.根据权利要求1所述的制作地质力学模型的分层拆卸压实实验装置,其特征在于:所述可拆卸承压柱之间加工有榫卯结构,各层可拆卸承压柱之间通过榫卯结构互相卡牢固定。
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