CN105510100A - 一种用于制作室内边坡模型的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于制作室内边坡模型的装置，包括模型箱和设置于所述模型箱内的模具，所述模型箱为顶部和前侧部均开口的立方体结构，所述模具包括边坡底板、边坡面板和边坡顶板，所述边坡面板为左端低右端高的倾斜式设置，所述边坡面板的左端与边坡底板的右端连接，所述边坡底板的左端与模型箱的左侧壁相抵接，所述边坡面板的右端与边坡顶板的左端连接，所述边坡顶板的右端与模型箱的右侧壁相抵接，所述边坡底板、边坡面板和边坡顶板的后端均与模型箱的后侧壁相抵接，所述边坡底板、边坡面板和边坡顶板的前端均伸出模型箱外。本发明结构简单，可重复利用，整体稳定性好，适用性强，所制产品表面规整，满足设计要求。

Description

一种用于制作室内边坡模型的装置
技术领域
本发明属于边坡工程技术领域，具体涉及一种用于制作室内边坡模型的装置。
背景技术
边坡在水利水电建设(如坝肩稳定、库岸稳定)、采矿工程(如露天采矿边坡设计及稳定加固)、公路铁路建设工程等领域经常遇到。涉及边坡工程的问题主要有边坡稳定性分析问题和锚杆(索)加固边坡的相关问题。研究以上问题对于边坡的优化设计、施工和监测具有重要意义。研究以上问题的试验方法从大的方面分为室外现场试验和室内模型试验。室外现场试验的试验对象往往是实际的边坡，因边坡规模较大导致试验所需试验材料等用量相应增加，耗资较大。室内模型试验的试验对象是边坡模型，这些边坡模型是对实际边坡的尺寸、材料参数等进行折减制作而成，一方面，室内试验边坡模型规模大大缩小导致试验所需试验材料等用量相应减少，耗资较少；另一方面，室内试验边坡模型所处的环境也可以人为控制。可见，室内边坡模型试验具有较大的优越性。但是，室内边坡模型制作首先面临如下问题：其一，室内边坡模型的制作是不太容易的，室内土质边坡模型虽可以通过分层填筑或者开挖使得边坡成型，而某些特殊类型岩质边坡(顺层岩质边坡和反倾向岩质边坡)因涉及到结构面分层而导致模型制作比较困难；其二，边坡模型是对实际边坡的尺寸进行折减制作而成，如果边坡模型尺寸较小，则导致在边坡模型中设置锚杆(索)显得比较困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种用于制作室内边坡模型的装置。该装置结构简单，可重复利用，整体稳定性好，适用性强，制作室内边坡模型操作简单，制作完成的室内边坡模型表面规整，制作完成边坡结构面产状要素满足设计要求。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于制作室内边坡模型的装置，其特征在于：包括模型箱和设置于所述模型箱内的模具，所述模型箱为顶部和前侧部均开口的立方体结构，所述模具包括边坡底板、边坡面板和边坡顶板，所述边坡面板为左端低右端高的倾斜式设置，所述边坡面板的左端与边坡底板的右端连接，所述边坡底板的左端与模型箱的左侧壁相抵接，所述边坡面板的右端与边坡顶板的左端连接，所述边坡顶板的右端与模型箱的右侧壁相抵接，所述边坡底板、边坡面板和边坡顶板的后端均与模型箱的后侧壁相抵接，所述边坡底板、边坡面板和边坡顶板的前端均伸出模型箱外。
上述的一种用于制作室内边坡模型的装置，其特征在于：所述边坡底板由主底板、设置于主底板前端的第一副底板和设置于主底板左端的第二副底板组成，所述第一副底板和第二副底板均与主底板卡接连接，所述边坡面板由主面板和设置于主面板前端且与主面板卡接连接的副面板组成，所述边坡顶板由主顶板和设置于主顶板前端且与主顶板卡接连接的副顶板组成。
上述的一种用于制作室内边坡模型的装置，其特征在于：所述模具还包括肋板，所述肋板垂直设置在第一副底板以及副面板上。
上述的一种用于制作室内边坡模型的装置，其特征在于：所述主底板、主面板和主顶板为一体成型结构，所述第一副底板、副面板、副顶板和肋板为一体成型结构。
上述的一种用于制作室内边坡模型的装置，其特征在于：所述主底板、第一副底板、第二副底板、主顶板和副顶板均为水平设置。
上述的一种用于制作室内边坡模型的装置，其特征在于：所述主面板上开设有用于在室内边坡模型上加工锚孔的第一通孔。
上述的一种用于制作室内边坡模型的装置，其特征在于：所述模具还包括用于实现室内边坡模型层状填装的插板，所述副顶板的前端设置有多个用于卡接所述插板以进行顺层填装的第一卡块，所述副面板的前端设置有多个用于卡接所述插板以进行反倾式填装的第二卡块。
上述的一种用于制作室内边坡模型的装置，其特征在于：所述第二副底板前端的形状为“T”型或“L”型。
上述的一种用于制作室内边坡模型的装置，其特征在于：所述第二副底板、副面板和副顶板上均开设有便于抽拉的第二通孔。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过适当改变第一卡块的设置,将插板插入第一卡块里，能够实现不同坡角的土质、岩质等均质边坡模型制作；
2、本发明有效解决了室内边坡模型制作成型难的问题，使得某些特殊类型岩质边坡(顺层岩质边坡和反倾向岩质边坡)模型制作简便易行，既可以实现具有一个或多个延伸至坡脚处潜在滑动面或结构面的岩质边坡模型制作，又可以实现具有一个或多个滑动面或结构面的顺层岩质边坡模型制作，还可以实现具有一个或多个结构面的反倾岩质边坡模型制作；
3、本发明能够在尺寸较小的室内边坡模型中形成固定倾角的锚孔，对卡块角度稍作调整，一可实现具有预留锚孔的不同坡角的(土质或岩质)均质边坡模型制作，二可实现具有预留锚孔的一个或多个延伸至坡脚处潜在滑动滑动面或结构面的岩质边坡模型制作，三可实现具有预留锚孔的一个或多个滑动面或结构面的顺层岩质边坡模型制作，四可实现具有预留锚孔的一个或多个结构面的反倾岩质边坡模型制作；
4、本发明结构简单，可重复利用，整体稳定性好，适用性强，制作室内边坡模型操作简单，制作完成的室内边坡模型表面规整，制作完成边坡结构面产状要素满足设计要求；
5、本发明装置的制作材料可根据需要进行自由选择，如有机玻璃板、钢铁板、不锈钢板及木板等。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明用于制作室内边坡模型的装置的结构示意图。
图2为本发明模具的装配状态示意图。
图3为本发明模具的分解状态示意图。
图4为本发明制作均质室内边坡模型的使用状态示意图。
图5为本发明制作顺层室内边坡模型的使用状态示意图。
图6为本发明制作反倾式室内边坡模型的使用状态示意图。
附图标记说明:
1—模型箱；2—边坡底板；2-1—主底板；
2-2—第一副底板；2-3—第二副底板；3—边坡面板；
3-1—主面板；3-2—副面板；4—边坡顶板；
4-1—主顶板；4-2—副顶板；5—肋板；
6—第一通孔；7—插板；8-1—第一卡块；
8-2—第二卡块；9—第二通孔。
具体实施方式
如图1至图3所示，本发明用于制作室内边坡模型的装置包括模型箱1和设置于所述模型箱1内的模具，所述模型箱1为顶部和前侧部均开口的立方体结构，所述模具包括边坡底板2、边坡面板3和边坡顶板4，所述边坡面板3为左端低右端高的倾斜式设置，所述边坡面板3的左端与边坡底板2的右端连接，所述边坡底板2的左端与模型箱1的左侧壁相抵接，所述边坡面板3的右端与边坡顶板4的左端连接，所述边坡顶板4的右端与模型箱1的右侧壁相抵接，所述边坡底板2、边坡面板3和边坡顶板4的后端均与模型箱1的后侧壁相抵接，所述边坡底板2、边坡面板3和边坡顶板4的前端均伸出模型箱1外。
如图1至图3所示，所述边坡底板2由主底板2-1、设置于主底板2-1前端的第一副底板2-2和设置于主底板2-1左端的第二副底板2-3组成，所述第一副底板2-2和第二副底板2-3均与主底板2-1卡接连接，所述边坡面板3由主面板3-1和设置于主面板3-1前端且与主面板3-1卡接连接的副面板3-2组成，所述边坡顶板4由主顶板4-1和设置于主顶板4-1前端且与主顶板4-1卡接连接的副顶板4-2组成。
如图1至图3所示，所述模具还包括肋板5，所述肋板5垂直设置在第一副底板2-2以及副面板3-2上。
本实施例中，所述主底板2-1、主面板3-1和主顶板4-1为一体成型结构，所述第一副底板2-2、副面板3-2、副顶板4-2和肋板5为一体成型结构。
本实施例中，所述主底板2-1、第一副底板2-2、第二副底板2-3、主顶板4-1和副顶板4-2均为水平设置。
如图1至图3所示，所述主面板3-1上开设有用于在边坡模型的坡面上制作锚孔的第一通孔6。
如图5或图6所示，所述模具还包括用于使边坡模型实现层状填装的插板7，如图1至图3所示，所述副顶板4-2的前端设置有多个用于卡接所述插板7以进行顺层填装的第一卡块8-1，所述副面板3-2的前端设置有多个用于卡接所述插板7以进行反倾式填装的第二卡块8-2。
本实施例中，所述第二副底板2-3前端的形状为“T”型(如图3所示)或“L”型。
如图1至图3所示，所述第二副底板2-3、副面板3-2和副顶板4-2上均开设有便于抽拉的第二通孔9。
结合图1、图2和图4，本发明制作均质室内边坡模型的方法为：取现有设备：模型箱1，卸掉其顶板和前侧板，使其顶部和前侧部开口，再使模型箱1的后侧壁着地，按照图2进行边坡模具的装配，边坡模具装配后按照图1所示装入模型箱1中，用重物混凝土块或钢铁块等抵住主底板2-1、第二副底板2-3和主顶板4-1，以平衡边坡模型岩土体的压力作用，之后如图4所示，在边坡模具形成的边坡形状的立体空间中填筑岩土材料即可，待边坡岩土材料凝固成型之后，先抽拉拆除第二副底板2-3，再抽拉拆除由第一副底板2-2、副面板3-2、副顶板4-2和肋板5形成的一体成型结构，后拆除由主底板2-1、主面板3-1和主顶板4-1形成的一体成型结构，平整所形成的边坡模型的前侧部端面，安装模型箱1的前侧板，缓慢调整模型箱使得其底部着地，均质室内边坡模型制作完毕。
结合图1、图2和图5，本发明制作顺层室内边坡模型的方法为：取现有设备：模型箱1，卸掉其顶板和前侧板，使其顶部和前侧部开口，使模型箱的后侧壁着地，按照图2进行边坡模具的装配，边坡模具装配后按照图1所示装入模型箱1中，在第一卡块8-1插入插板7，用重物混凝土块或钢铁块等抵住主底板2-1、第二副底板2-3和主顶板4-1，以平衡边坡模型岩土体的压力作用，将之后如图5所示，先在插板7右下侧边坡模具形成的边坡形状的立体空间中填筑岩土材料，待已填筑边坡岩土材料凝固成型之后，抽拉拆除插板7，再在插板7左上侧边坡模具形成的边坡形状的立体空间中填筑岩土材料，待新填筑边坡岩土材料凝固成型之后，先抽拉拆除第二副底板2-3，再抽拉拆除由第一副底板2-2、副面板3-2、副顶板4-2和肋板5形成的一体成型结构，后拆除由主底板2-1、主面板3-1和主顶板4-1形成的一体成型结构，平整所形成的边坡模型的前侧部端面，安装模型箱1的前侧板，缓慢调整模型箱使得其底部着地，顺层室内边坡模型制作完毕。
结合图1、图2和图6，本发明制作反倾室内边坡模型的方法为：取现有设备：模型箱1，卸掉其顶板和前侧板，使其顶部和前侧部开口，使模型箱的后侧壁着地，按照图2进行边坡模具的装配，边坡模具装配后按照图1所示装入模型箱1中，在第二卡块8-2插入插板7，用重物混凝土块或钢铁块等抵住主底板2-1、第二副底板2-3和主顶板4-1，以平衡边坡模型岩土体的压力作用，之后如图6所示，先在插板7左下侧边坡模具形成的边坡形状的立体空间中填筑岩土材料，待已填筑边坡岩土材料凝固成型之后，抽拉拆除插板7，再在插板7右上侧边坡模具形成的边坡形状的立体空间中填筑岩土材料，待新填筑边坡岩土材料凝固成型之后，先抽拉拆除第二副底板2-3，再抽拉拆除由第一副底板2-2、副面板3-2、副顶板4-2和肋板5形成的一体成型结构，后拆除由主底板2-1、主面板3-1和主顶板4-1形成的一体成型结构，平整所形成的边坡模型的前侧部端面，安装模型箱1的前侧板，缓慢调整模型箱使得其底部着地，反倾室内边坡模型制作完毕。
在具体实施例过程中，在制作均质室内边坡模型、顺层室内边坡模型或反倾室内边坡模型时，利用第一通孔6能够在边坡模型上预留锚孔，第一通孔6的形状和尺寸与锚孔形状和尺寸相匹配，第一通孔6可根据设计要求开设为圆形、方形等各种形状，制作时在第一通孔6内插入杆体，成型完成后拔出杆体，即得到预留有锚孔的均质室内边坡模型、顺层室内边坡模型或反倾室内边坡模型。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于制作室内边坡模型的装置，其特征在于：包括模型箱(1)和设置于所述模型箱(1)内的模具，所述模型箱(1)为顶部和前侧部均开口的立方体结构，所述模具包括边坡底板(2)、边坡面板(3)和边坡顶板(4)，所述边坡面板(3)为左端低右端高的倾斜式设置，所述边坡面板(3)的左端与边坡底板(2)的右端连接，所述边坡底板(2)的左端与模型箱(1)的左侧壁相抵接，所述边坡面板(3)的右端与边坡顶板(4)的左端连接，所述边坡顶板(4)的右端与模型箱(1)的右侧壁相抵接，所述边坡底板(2)、边坡面板(3)和边坡顶板(4)的后端均与模型箱(1)的后侧壁相抵接，所述边坡底板(2)、边坡面板(3)和边坡顶板(4)的前端均伸出模型箱(1)外。
2.根据权利要求1所述的一种用于制作室内边坡模型的装置，其特征在于：所述边坡底板(2)由主底板(2-1)、设置于主底板(2-1)前端的第一副底板(2-2)和设置于主底板(2-1)左端的第二副底板(2-3)组成，所述第一副底板(2-2)和第二副底板(2-3)均与主底板(2-1)卡接连接，所述边坡面板(3)由主面板(3-1)和设置于主面板(3-1)前端且与主面板(3-1)卡接连接的副面板(3-2)组成，所述边坡顶板(4)由主顶板(4-1)和设置于主顶板(4-1)前端且与主顶板(4-1)卡接连接的副顶板(4-2)组成。
3.根据权利要求2所述的一种用于制作室内边坡模型的装置，其特征在于：所述模具还包括肋板(5)，所述肋板(5)垂直设置在第一副底板(2-2)以及副面板(3-2)上。
4.根据权利要求3所述的一种用于制作室内边坡模型的装置，其特征在于：所述主底板(2-1)、主面板(3-1)和主顶板(4-1)为一体成型结构，所述第一副底板(2-2)、副面板(3-2)、副顶板(4-2)和肋板(5)为一体成型结构。
5.根据权利要求2所述的一种用于制作室内边坡模型的装置，其特征在于：所述主底板(2-1)、第一副底板(2-2)、第二副底板(2-3)、主顶板(4-1)和副顶板(4-2)均为水平设置。
6.根据权利要求2所述的一种用于制作室内边坡模型的装置，其特征在于：所述主面板(3-1)上开设有用于在室内边坡模型上加工锚孔的第一通孔(6)。
7.根据权利要求2所述的一种用于制作室内边坡模型的装置，其特征在于：所述模具还包括用于实现室内边坡模型层状填装的插板(7)，所述副顶板(4-2)的前端设置有多个用于卡接所述插板(7)以进行顺层填装的第一卡块(8-1)，所述副面板(3-2)的前端设置有多个用于卡接所述插板(7)以进行反倾式填装的第二卡块(8-2)。
8.根据权利要求2所述的一种用于制作室内边坡模型的装置，其特征在于：所述第二副底板(2-3)前端的形状为“T”型或“L”型。
9.根据权利要求2所述的一种用于制作室内边坡模型的装置，其特征在于：所述第二副底板(2-3)、副面板(3-2)和副顶板(4-2)上均开设有便于抽拉的第二通孔(9)。
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