CN108120635A - 一种可拆式的变参数多功能试验装置 - Google Patents

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邓友生
戴俊
叶万军
吴鹏
景宏君
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02—Details

Abstract

本发明公开了一种可拆式的变参数多功能试验装置，包括钢框架、模型箱、角度调节装置、水平加载装置、竖向加载装置、万向轮和底板，所述角度调节装置包括底座、转轴和角度调节千斤顶；所述底板和底座一侧通过一组转轴铰接，另一侧通过一组角度调节千斤顶铰接，试验时通过角度调节千斤顶升降来进行角度调节；所述模型箱外固设有一钢框架，底部通过高强螺栓与底板相连，侧面设有一水平加载装置，顶部设有一竖向加载装置，所述竖向加载装置通过移动导轨槽与模型箱连接，所述底座下底面上对称设有两组带刹车片的万向轮，可根据环境需要将加载装置进行移动。本发明结构简单、经济合理，操作方便，试验效率高，可适用于边坡岩土工程试验研究。

Description

一种可拆式的变参数多功能试验装置
技术领域
本发明涉及岩土工程技术领域，特别涉及一种可用于岩土工程改变试验边坡坡度的多角度加载装置。
背景技术
滑坡作为一种常见的自然灾害，不仅制约了我国的经济发展，而且给广大人民的生命财产造成了严重的威胁。造成滑坡的因素主要来自两个方面，内部因素为土体本身的一些特性的改变，外部因素是降雨、地震、人类的工程活动等影响，其根本原因均为受到荷载的作用。
传统的试验加载装置较为简单，多为单一加载法，然而边坡失稳现象多发生在多荷载的作用下。因此，现有的边坡加载装置无法对综合荷载作用下的边坡破坏进行合理的解释，且试验效率和实用性低。现有的边坡加载装置加载方式比较单一，无法解释边坡综合作用破坏机理，且加载装置不可拆卸，操作麻烦。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种可拆式的变参数多功能试验装置，结构简单、经济合理，操作方便，试验效率高，可适用于边坡岩土工程试验研究。
本发明具体通过以下技术方案实现：一种可拆式的变参数多功能试验装置，包括钢框架、模型箱、角度调节装置、水平加载装置、竖向加载装置、万向轮和底板，所述角度调节装置包括底座、转轴和角度调节千斤顶；所述底板和底座一侧通过一组转轴铰接，另一侧通过一组角度调节千斤顶铰接，试验时通过角度调节千斤顶升降来进行角度调节；所述模型箱外固设有一钢框架，底部通过高强螺栓与底板相连，侧面设有一水平加载装置，顶部设有一竖向加载装置，所述竖向加载装置通过移动导轨槽与模型箱连接，所述底座下底面上对称设有两组带刹车片的万向轮，可根据环境需要将加载装置进行移动。
优选地，所述模型箱为由前板、后板、左板、右板和底板组成的长方体结构，前板为透明有机玻璃板，其内表面贴有尺寸为1cm×1cm塑料网格膜，用于边坡模型的制作和试验过程中位移监测，试验人员透过前板可观察内部边坡模型的变形情况，通过塑料网格膜可观察到试验前后边坡细微的变形情况，左板为可拆卸钢板，通过拆卸左板可进行土体装填，模拟自然状态下无约束边坡加载试验，右板为可拆卸钢板，可根据水平加载范围的大小进行右板拆卸。
优选地，所述水平加载装置由水平加载刚性挡杆、位置调节千斤顶和加载千斤顶构成，水平加载刚性挡杆与底板焊接，在试验过程中提供一定的反力，位置调节千斤顶底部通过螺栓与底板连接，顶部通过螺栓与加载千斤顶的基座连接，通过位置调节千斤顶对加载千斤顶的基座施加向上的力，从而实现水平加载。
优选地，所述竖向加载装置由可移动导轨槽、竖向加载反力架和加载千斤顶组成，可移动导轨槽通过高强螺栓安装在所述钢框架的上顶面上，可移动导轨槽两侧为镂空钢板，竖向加载反力架滑动安装在该可移动导轨槽上，可根据试验用途进行加载位置调节，加载千斤顶通过高强螺栓安装在竖向加载反力架的下底面，在试验时提供竖向荷载。可根据实验类型进行增加或减少加载千斤顶的数量。
本发明具有以下有益效果：
1.结构简单、经济合理，操作方便，试验效率高；
2.通过透明有机玻璃板可实时观测试验过程，1cm×1cm塑料网格薄膜可观察试验前后边坡细微的变形情况；
3.模型左侧板为可拆卸钢板，可通过拆卸左板进行土体装填，也可模拟自然状态下无约束边坡加载试验。右板也可根据水平加载范围的大小进行拆卸；
4.水平和竖向加载装置可实现双向加载，可根据加载位置进行移动，且竖向荷载可根据试验类型进行增加或减少加载千斤顶组；
5.底部角度调节装置可根据需要进行千斤顶升降从而达到角度调节的目的，使整个试验在倾斜状态下完成，真实模拟自然状态；
6.底座下4个可固定万向轮可根据试验环境需要进行移动，可真实模拟室外环境下的边坡或基坑等岩土工程试验。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
图1是本发明可拆式的变参数多功能试验装置的整体结构示意图；
图2是模型箱结构示意图；
图3是角度调节装置的示意图；
图4是水平加载装置的示意图；
图5是竖向加载装置的示意图。
图中：1-钢框架，2-模型箱，2-1-前板，2-2-左板，2-3-右板，2-4-底板，3-角度调节装置，3-1-底座，3-2-转轴，3-3-角度调节千斤顶，4-水平加载装置，4-1-水平加载刚性挡杆，4-2-位置调节千斤顶，4-3-加载千斤顶，5-竖向加载装置，5-1-可移动导轨槽，5-2-竖向加载反力架，5-3-加载千斤顶，6-可固定万向轮。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明一种可拆式的变参数多功能试验装置的优选实施方式。
如图1至图5所示，本发明实施例提供了本发明一种可拆式的变参数多功能试验装置，包括钢框架1、模型箱2、角度调节装置3、水平加载装置4、竖向加载装置5、万向轮6和底板2-4，所述角度调节装置3包括底座3-1、转轴3-2和角度调节千斤顶3-3；所述底板2-4和底座3-1一侧通过一组转轴3-2铰接，另一侧通过一组角度调节千斤顶3-3铰接，试验时通过角度调节千斤顶3-3升降来进行角度调节；所述模型箱2外固设有一钢框架1，底部通过高强螺栓与底板2-4相连，侧面设有一水平加载装置4，顶部设有一竖向加载装置5，所述竖向加载装置5通过移动导轨槽5-1与模型箱2连接，所述底座3-1下底面上对称设有两组带刹车片的万向轮6，可根据环境需要将加载装置进行移动。
如图2所示，所述模型箱2为由前板2-1、后板、左板2-2、右板2-3和底板2-4组成的长方体结构，前板2-1为透明有机玻璃板，其内表面贴有尺寸为1cm×1cm塑料网格膜，用于边坡模型的制作和试验过程中位移监测，试验人员透过前板2-1可观察内部边坡模型的变形情况，通过塑料网格膜可观察到试验前后边坡细微的变形情况，左板2-2为可拆卸钢板，通过拆卸左板2-2可进行土体装填，模拟自然状态下无约束边坡加载试验，右板2-3为可拆卸钢板，可根据水平加载范围的大小进行右板2-3拆卸。
如图4所示，所述水平加载装置4由水平加载刚性挡杆4-1、位置调节千斤顶4-2和加载千斤顶4-3构成，水平加载刚性挡杆4-1与底板2-4焊接，在试验过程中提供一定的反力，位置调节千斤顶4-2底部通过螺栓与底板2-4连接，顶部通过螺栓与加载千斤顶4-3的基座连接，通过位置调节千斤顶4-2对加载千斤顶4-3的基座施加向上的力，从而实现水平加载。
如图5所示，所述竖向加载装置5由可移动导轨槽5-1、竖向加载反力架5-2和加载千斤顶5-3组成，可移动导轨槽5-1通过高强螺栓安装在所述钢框架1的上顶面上，可移动导轨槽5-1两侧为镂空钢板，竖向加载反力架5-2滑动安装在该可移动导轨槽5-1上，可根据试验用途进行加载位置调节，加载千斤顶5-3通过高强螺栓安装在竖向加载反力架5-2的下底面，在试验时提供竖向荷载。可根据实验类型进行增加或减少加载千斤顶5-3的数量。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种可拆式的变参数多功能试验装置，其特征在于：包括钢框架(1)、模型箱(2)、角度调节装置(3)、水平加载装置(4)、竖向加载装置(5)、万向轮(6)和底板(2-4)，所述角度调节装置(3)包括底座(3-1)、转轴(3-2)和角度调节千斤顶(3-3)；所述底板(2-4)和底座(3-1)一侧通过一组转轴(3-2)铰接，另一侧通过一组角度调节千斤顶(3-3)铰接；所述模型箱(2)外固设有一钢框架(1)，底部通过高强螺栓与底板(2-4)相连，侧面设有一水平加载装置(4)，顶部设有一竖向加载装置(5)，所述竖向加载装置(5)通过移动导轨槽(5-1)与模型箱(2)连接，所述底座(3-1)下底面上对称设有两组带刹车片的万向轮(6)，可根据环境需要将加载装置进行移动。
2.根据权利要求1所述的可拆式的变参数多功能试验装置，其特征在于：所述模型箱(2)为由前板(2-1)、后板、左板(2-2)、右板(2-3)和底板(2-4)组成的长方体结构，前板(2-1)为透明有机玻璃板，其内表面贴有尺寸为1cm×1cm塑料网格膜，用于边坡模型的制作和试验过程中位移监测，试验人员透过前板(2-1)可观察内部边坡模型的变形情况，通过塑料网格膜可观察到试验前后边坡细微的变形情况，左板(2-2)为可拆卸钢板，通过拆卸左板(2-2)可进行土体装填，模拟自然状态下无约束边坡加载试验，右板(2-3)为可拆卸钢板。
3.根据权利要求1所述的可拆式的变参数多功能试验装置，其特征在于：所述水平加载装置(4)由水平加载刚性挡杆(4-1)、位置调节千斤顶(4-2)和加载千斤顶(4-3)构成，水平加载刚性挡杆(4-1)与底板(2-4)焊接，在试验过程中提供一定的反力，位置调节千斤顶(4-2)底部通过螺栓与底板(2-4)连接，顶部通过螺栓与加载千斤顶(4-3)的基座连接，通过位置调节千斤顶(4-2)对加载千斤顶(4-3)的基座施加向上的力，从而实现水平加载。
4.根据权利要求1所述的可拆式的变参数多功能试验装置，其特征在于：所述竖向加载装置(5)由可移动导轨槽(5-1)、竖向加载反力架(5-2)和加载千斤顶(5-3)组成，可移动导轨槽(5-1)通过高强螺栓安装在所述钢框架(1)的上顶面上，可移动导轨槽(5-1)两侧为镂空钢板，竖向加载反力架(5-2)滑动安装在该可移动导轨槽(5-1)上，可根据试验用途进行加载位置调节，加载千斤顶(5-3)通过高强螺栓安装在竖向加载反力架(5-2)的下底面，在试验时提供竖向荷载。
5.根据权利要求4所述的可拆式的变参数多功能试验装置，其特征在于：可根据实验类型进行增加或减少加载千斤顶(5-3)的数量。
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