CN107945640A - 一种新型组合拼接式地质力学模型试验台架 - Google Patents

一种新型组合拼接式地质力学模型试验台架 Download PDF

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屠文锋
李利平
刘洪亮
迟作强
宋曙光
秦承帅
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Shandong Luqiao Group Co Ltd
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Shandong Luqiao Group Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种地质力学模型试验设备，特别涉及一种新型组合拼接式地质力学模型试验台架装置，包括底座、支撑台架、承力梁、耐力板、螺栓。模型试验台架底座上预留与支撑台架底面积相同的凹槽，支撑台架安设在底座凹槽内，承力梁位于支撑台架上，通过螺栓拼接而成，内部镶嵌耐力板，通过高强度乳胶粘结，耐力板上设有引线孔。该试验装置制作简单，组装和拆卸十分灵活方便，能够快速安装，降低试验周期；可操作性强，重复使用率高。强度高，能满足较大强度范围的试验，大小、形状可以调整，即通过增加或减少承力梁、耐力板的数量来调整台架的高度和宽度，尤其在不需要施加地应力模拟试验时，既能进行大尺寸试验，又能进行小尺寸模型试验。

Description

一种新型组合拼接式地质力学模型试验台架
技术领域
本发明涉及一种地质学试验设备，特别涉及一种新型组合拼接式地质力学模型试验台架。
背景技术
地质力学模型试验又称岩石力学模型试验，是根据一定的相似原理对特定工程地质问题进行缩尺研究的一种方法, 主要用来研究各种建筑物及其地基、高边坡及地下洞室等结构在外荷载作用下的变形形态、稳定安全度和破坏机理等。它的主要特点是：模型中应模拟山岩体中的断层、破碎带及软弱带，有时还包括一些主要节理裂隙组，能体现出岩体为非均匀等向、非弹性及非连续等这些岩石力学特征。同时，模型的几何尺寸、边界条件及作用荷载、模拟岩体的模型材料的容重、强度及变形特性等方面均须满足相似理论。
当前，大型工程将面对大量的岩土开挖，涉及许多有关岩体强度破坏、变形失稳以及加固处理的问题。对这些复杂的问题，一方面要借助理论分析、计算机数字模拟方法去研究；另一方面，更多地要借助岩体地质力学模型试验手段来解决，要进行地质力学模型试验，必须有相应的模型试验装置。而现有试验台架装置存在的普遍问题是：(1) 传统模型试验装置规模尺寸较大，试验台架设计复杂，二次试验难以实现；(2) 为达到强度要求，多采用重型钢板钢架，装置笨重，材料使用量大，浪费严重；(3)其内部可视化差，无法实时观察其试验材料破裂变形情况；(4)模型装置尺寸一般不可调整，可调的操作也比较繁琐，受模型尺寸大小限制，难以实现快速安装；(5) 试验台架装置尺、形状固定，不能根据模型试验类型、范围进行有效调整。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种新型组合拼接式地质力学模型试验台，其结构新颖、轻盈，强度高，可视化强，组装灵活方便、尺寸可任意调整并能满足不同规模模型的需要。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
一种新型组合拼接式地质力学模型试验台架，包括一个基座，在所述的基座上设有一个支撑台架，在所述的支撑台架上设有横向和纵向交叉设置的承力梁，在横向和纵向交叉设置的承力梁内侧镶嵌耐力板，在所述的耐力板上设有引线孔。
进一步的，所述的基座由混凝土浇筑而成，在其顶部的中间留有一定尺寸的凹槽；所述的支撑台架设置在该凹槽内。
进一步的，所述凹槽的尺寸与支撑台架底面积相同，其深度不高于基座高度。
进一步的，所述的支撑台架为高强度型钢通过焊接而成，高度高于凹槽深度。
进一步的，所述的承力梁为镀锌方管，为坯料经冷弯曲加工成型后再经高频焊接制成的方形截面形状尺寸的空心方形管；其防护作用更强，抗腐蚀能力强。
进一步的，所述的镀锌方管由多节短管通过螺栓拼接而成，内部镶嵌耐力板。
进一步的，所述的耐力板可视化的耐力板，其外部可视化效果好，可与玻璃相媲美
进一步的，所述的支撑台架的形状为矩形，但不局限于矩形，包括其组成的其他形状。
采用上述的方案后，对于给定工程地质条件的相似实验模拟，既能够实现结构稳定，强度满足要求，又能实现缩短试验周期、降低试验经费的目的，可操作性强，重复使用率高。
本发明的有益效果是：
1.本装置的耐力板透明度高，其外部可视化效果好，可与玻璃相媲美；且强度高，强度是钢化玻璃的2-20倍；密度小，结构轻盈，重量轻，比重仅为玻璃的一半，能满足较大强度范围的试验。
2.承力梁采用镀锌方管，其防护作用更强，抗腐蚀能力强。
3.试验装置通过螺栓连接，组装和拆卸十分灵活方便，能够快速安装，降低试验周期。
4.可多次使用，经济性强，且大小、形状可以调整，即通过增加或减少承力梁、耐力板的数量来调整台架的高度和宽度。尤其在不需要施加地应力模拟试验时，既能进行大尺寸试验，又能进行小尺寸模型试验。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明的整体结构示意图
图2为本发明的基座示意图
图3为耐力板结构示意图
其中，1、基座，2、支撑台架，3、承力梁，4、耐力板， 5、螺栓，6、凹槽，7、引线孔。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1—图3所示，新型组合拼接式地质力学模型试验台架，包括基座1，支撑台架2，承力梁3，耐力板4，螺栓5，凹槽6，引线孔7。在所述的基座1上设有一个支撑台架，在所述的支撑台架上设有横向和纵向交叉设置的承力梁，在横向和纵向交叉设置的承力梁内侧镶嵌耐力板，在所述的耐力板上设有引线孔7，用于实验装置的引线设计。
基座1由混凝土浇筑而成，其中间留有一定尺寸的凹槽6。凹槽的尺寸与支撑台架底面积相同，其深度不高于基座高度。支撑台架2为高强度型钢通过焊接而成。承力梁3为镀锌方管，为坯料经冷弯曲加工成型后再经高频焊接制成的方形截面形状尺寸的空心方形的截面型钢钢管，镀锌方管通过螺栓拼接而成，内部镶嵌耐力板。耐力板是以高性能的工程塑料聚碳酸酯加工而成，板与板之间通过高强度乳胶粘结。
耐力板可视化的耐力板。是以高性能的工程塑料聚碳酸酯加工而成，板与板之间通过高强度乳胶粘结。
制作时，先利用混凝土浇筑台架基座，预留凹槽，焊接支撑台架，将其置于凹槽内固定；拼接承力梁，用高强螺栓连接；耐力板紧贴承力梁内侧，利用高强度胶水无缝胶结，凝固稳定后即可用于试验。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型组合拼接式地质力学模型试验台架，其特征在于，包括一个基座，在所述的基座上设有与一个支撑台架，在所述的支撑台架上设有横向和纵向交叉设置的承力梁，在横向和纵向交叉设置的承力梁内侧镶嵌耐力板，在所述的耐力板上设有引线孔。
2.如权利要求1所述的一种新型组合拼接式地质力学模型试验台架，其特征在于，所述的基座由混凝土浇筑而成，在其顶部的中间留有一定尺寸的凹槽；所述的支撑台架设置在该凹槽内。
3.如权利要求2所述的一种新型组合拼接式地质力学模型试验台架，其特征在于，所述凹槽的尺寸与支撑台架底面积相同，其深度不高于基座高度。
4.如权利要求1所述的一种新型组合拼接式地质力学模型试验台架，其特征在于，所述的支撑台架为型钢通过焊接而成，高度高于凹槽深度。
5.如权利要求1所述的一种新型组合拼接式地质力学模型试验台架，其特征在于，所述的承力梁为镀锌方管。
6.如权利要求5所述的一种新型组合拼接式地质力学模型试验台架，其特征在于，所述的镀锌方管由多节短管通过螺栓拼接而成，内部镶嵌耐力板。
7.如权利要求1所述的一种新型组合拼接式地质力学模型试验台架，其特征在于，所述的耐力板为可视化的耐力板。
8.如权利要求2所述的一种新型组合拼接式地质力学模型试验台架，其特征在于，所述的支撑台架的形状为矩形，但不局限于矩形。
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