CN102520137B - 地层变形模拟试验平台的支撑面板 - Google Patents

Abstract

一种地层变形模拟试验平台的支撑面板，它是由至少十块单元面板构成，其中一块单元面板与相邻一块单元面板之间用联接件联接。所述的单元面板为：在上面板的下表面边沿设置有侧板，在每块侧板的内侧设置有垫块，在一块侧板与相邻一块侧板之间设置有承重块，在承重块角部外侧设置有安全钩，承重块的下表面设置有限位钢筋。一块单元面板与相邻一块单元面板之间的联接方式为：一块单元面板与相邻一块单元面板角部用穿过安全钩的联接件联接，一块单元面板与相邻一块单元面板的侧边联接。在一块单元面板与相邻一块单元面板侧边之间的联接处设置有隔环。

Description

地层变形模拟试验平台的支撑面板

技术领域

本发明属于工程建设试验设备或装置技术领域，具体涉及到用来模拟地层变形的试验平台。

背景技术

地层变形引起的地质灾害(如地裂缝、地面沉陷等)对楼房、桥梁、隧道、管道等建筑设施的危害很大。建立地层变形模拟试验台，通过地层变形模拟试验台人为制造一定的地层变形，对于研究不同地质条件下地层的变形特征，研究考察不同处治方法下地层变形的能力是很必要的。

目前关于这个问题的研究多采用小比例尺研究，数据误差较大。大比例尺研究地层变形问题的试验平台并不多见，专利号为200410026128.1的中国专利公开了一种大比例尺的试验平台，该平台是利用许多正三角形活动沉降板拼成的一个试验面板，每个正三角形活动沉降板通过设置在其顶点(也就是节点)处下方的台板支座以及电动手动两用千斤顶来支撑，利用千斤顶的升降来实现试验平台节点的升降，可以利用这种变形来模拟地层变形，进行地层变形模拟试验，这样，由正三角形活动沉降板拼接成的试验平台很容易模拟各种变形。可以利用这种变形来模拟地层变形，进行地层变形模拟试验。

由于多个正三角形活动沉降板是直接放置在台板支座上，正三角形面板活动沉降板水平方向没有设置定位装置，同时为了模拟变形，在正三角形面板活动沉降板相互之间预留有少量间隙。试验过程中，在复杂的土壤内应力的作用下，有时一些正三角形面板活动沉降板会产生水平移动，严重时会产生向下掉落的现象，而且通常正三角形面板活动沉降板是采用钢筋混凝土结构，只能形成比较简单的结构变形，而且加工过程复杂，因此，对模拟试验的灵活性造成一定的制约。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述试验平台支撑面板所存在的在试验过程中容易产生较大位移、掉落、稳定性不高的缺点，提供了一种侧面带有机械连接装置的地层变形模拟试验平台的支撑面板。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：它是由至少十块单元面板构成，其中一块单元面板与相邻一块单元面板之间用联接件联接。

本发明所述的单元面板为：在上面板的下表面边沿设置有侧板，在每块侧板的内侧设置有垫块，在一块侧板与相邻一块侧板之间设置有承重块，在承重块角部外侧设置有安全钩。

本发明的承重块的下表面设置有限位钢筋。

本发明的一块单元面板与相邻一块单元面板之间的联接方式为：一块单元面板与相邻一块单元面板角部用穿过安全钩的联接件联接，一块单元面板与相邻一块单元面板的侧边联接。

本发明在一块单元面板与相邻一块单元面板侧边之间的联接处设置有隔环。

本发明的上面板为钢面板。

本发明通过设置在单元面板顶部的安全钩以及穿入安全钩内联接件将相邻单元面板角部联接，避免了由于土壤变形产生的作用力所导致的个别单元面板大幅水平移动，而使得个别单元面板在节点处水平方向产生较大的位移或者掉落的技术问题；在单元面板的下表面边沿设置侧板，侧板内侧设置垫块，用联接件将相邻两块单元面板相互联接，且在相邻两块单元面板的联接处设置有隔环，保证相邻两块单元面板之间留有一定的间隙，保证模拟变形时所需要的相互运动，同时又可以防止其中某一块单元面板侧向产生过大位移，影响整个试验平台的稳定性。本发明单元面板通过设置限位钢筋和承重块，使得在试验过程中台板支座的球面滚子与单元面板的承重块下表面角部接触，限位钢筋可有效地防止单元面板大幅水平滑动，脱离支承点，发生向下掉落的危险，大大提高了其安全性。本发明的上面板采用钢质材料，使得上面板更加便于加工，刚度得到提高。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是图1的单元面板主视图。

图3是图2的B向视图。

图4是图2的A向视图。

图5是图4的C-C剖视图。

图6是图1的I处局部剖视放大图。

图7是实施例2的结构示意图。

图8是图7中边沿的单元面板结构示意图。

图9是实施例3的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1

在图1中，本实施例的地层变形模拟试验平台的支撑面板是由36块单元面板1通过联接件联接构成。一块单元面板1与相邻一块单元面板1的角部通过联接绳2联接，一块单元面板1与相邻一块单元面板1侧面通过螺栓3、开口销4、螺母5、垫圈6以及隔环7联接，构成支撑面板，使得整个支撑面板的整体性更好，安全性更高。

参见图2～5，本实施例的单元面板1由安全钩1-1、上面板1-2、限位钢筋1-3、承重块1-4、垫块1-5、侧板1-6联接构成。

上面板1-2的几何形状为正三角形的顶角部位切去一个小等腰三角形构成，上面板1-2为钢面板，厚度为3cm，边长为150cm，在上面板1-2的下表面的三个边沿焊接联接有侧板1-6，侧板1-6与上面板1-2的边沿垂直，每块侧板1-6的内侧焊接连接有垫块1-5，可以根据实际需要调整垫块1-5的个数，在侧板1-6和垫块1-5上加工有联接孔，用于安装螺栓3，联接孔的直径大于螺栓直径4mm。一块侧板1-6与相邻一块侧板1-6之间角部焊接有承重块1-4，在承重块1-4下面的边沿处，焊接有限位钢筋1-3，限位钢筋1-3用于防止单元面板1在试验平台的台板支座上过度的水平滑动甚至掉落。在单元面板1角部的承重块1-4外侧焊接联接有安全钩1-1。将一块单元面板1与相邻一块单元面板1联接时，用螺栓3穿入相邻两个单元面板1的侧板1-6和垫块1-5的联接孔内，用螺母5限位，并将螺栓3插入隔环7，使得隔环7位于相邻两块单元面板1之间，隔环7使得两侧板1-6之间有一定的缝隙，在螺母5与侧板1-6之间安装有垫圈6。调整隔环7的厚度，可以使相邻两单元面板之间的最小间隙合理，调整垫圈6的数量，和螺母5拧入的程度，可以限制相邻两单元面板之间的最大间隙。开口销4用于防止螺母5自行掉落。

这种结构的地层变形模拟试验平台的支撑面板，在试验过程中，土壤重力和土壤变形产生的作用力，一部分由承重块1-4直接传递给千斤顶，另一部分，由连接成一体的单元面板1的位移缓冲分散掉，不会出现局部负荷过大，而使局部的单元面板1水平位移过大或者脱落的现象。试验时，在支撑面板上面填土，通过千斤顶升降装置来控制其顶上的台板支座的升降，即带动各个单元面板1的联接部位升降，从而实现支撑面板在空间上不同的上下运动，即可模拟地层变形现象。

实施例2

参见图7和8，本实施例中支撑面板是由44块单元面板1构成。在支撑面板左右两端的单元面板1根据结构需要设计为切去顶角的直角三角形，使支撑面板的整体形状为矩形。在该单元面板1的一个直角边的侧板1-6内侧设置有一个垫块1-5，另一直角边的侧板1-6内侧没有设置垫块1-5，其直角边的边长可以在使用过程中根据实际需要进行具体确定。其他部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。

实施例3

参见图9，本实施例的单元面板1是切去顶角的等腰三角形结构。其他部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。

实施例4

本实施例中在支撑面板左右两端的单元面板1根据结构需要设计为切去顶角的直角三角形，使支撑面板的整体形状为矩形。在该单元面板1的一个直角边的侧板1-6内侧设置有一个垫块1-5，另一直角边的侧板1-6内侧没有设置垫块1-5，其直角边的边长可以在使用过程中根据实际需要进行具体确定。其他部件以及零部件的联接关系与实施例3相同。

实施例5

与实施例1的区别是：本实施例的支撑面板是由10块单元面板1联接构成，在节点处的所有单元面板11的角部用链条相互联接，构成支撑面板。

其他零部件及其连接关系与实施例1相同。

实施例6

本实施例中的一块单元面板1与相邻一块单元面板1侧面通过销轴、开口销4、隔环7、垫圈6联接，其他零部件及其连接关系与实施例1相同。

本发明的工作原理如下：

本发明放置在试验平台的台板支座上，每一个单元面板1的角部放置在台板支座的支承点位置，即每个单元面板1通过其承重块1-4与台板支座支承点接触，将其试验负荷传递给千斤顶，用限位钢筋1-3限制单元面板1整体大幅水平滑动，防止其脱离支承点，发生向下掉落的危险，另外，每个台板支座上的单元面板1角部通过联接绳2或链条穿过安全钩1-1配合联接，且在单元面板1的侧板1-6之间设置螺栓3，其穿入侧板1-6的联接孔内，再通过螺母5限位，并将螺栓3插入隔环7，使得隔环7位于相邻两块单元面板1之间，隔环7使得两侧板1-6之间有一定的缝隙，在螺母5与侧板1-6之间安装有垫圈6，通过调整隔环7的厚度，使相邻两单元面板之间的最小间隙合理，调整垫圈6的数量，和螺母5的拧入程度，可以限制相邻两单元面板之间的最大间隙。用开口销4防止螺母5自行掉落。所有的单元面板1联接成一体，试验时土壤重力和土壤变形产生的作用力，一部分由承重块1-4直接传递给台板支座，另一部分，由联接成一体的单元面板1的位移缓冲分散掉，不会出现局部负荷过大，防止局部的单元面板1位移过大或者脱落的现象。在支撑面板上面填土，通过千斤顶升降装置来控制其顶上的台板支座的升降，即带动各个单元面板1的联接点处的升降，从而实现支撑面板在空间上下运动，即可模拟地层变形现象。

Claims (2)

1.一种地层变形模拟试验平台的支撑面板，由至少十块单元面板(1)构成，其特征在于所述的单元面板(1)为：上面板(1-2)的几何形状为正三角形的顶角部位切去一个小等腰三角形，在上面板(1-2)的下表面边沿设置有侧板(1-6)，在每块侧板(1-6)的内侧设置有垫块(1-5)，在一块侧板(1-6)与相邻一块侧板(1-6)之间设置有承重块(1-4)，在承重块(1-4)角部外侧设置有安全钩(1-1)，其特征在于：承重块(1-4)的下表面设置有限位钢筋(1-3)，一块单元面板(1)与相邻一块单元面板(1)侧边之间的联接处设置有隔环(7)，一块单元面板(1)与相邻一块单元面板(1)的角部用穿过安全钩(1-1)的联接件联接，一块单元面板(1)与相邻一块单元面板(1)的侧板(1-6)联接。

2.根据权利要求1所述的地层变形模拟试验平台的支撑面板，其特征在于：所述的上面板(1-2)为钢面板。