CN110108852B - 一种加载可控和尺寸可调的相似模拟试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加载可控和尺寸可调的相似模拟试验装置，包括装置框体、左挡板、右加载板、上加载板、前挡板和后挡板；左挡板沿前后方向竖直设置于装置框体的左侧立柱内侧，其下端向下贯穿装置框体的底座，并可相对于底座上下滑动；右加载板沿前后方向竖直设置于装置框体的右侧立柱内侧，右侧立柱上安装有与右加载板传动连接的水平加载装置；上加载板沿左右方向水平设置于装置框体内靠近其顶梁的位置，装置框体上设有移动机构，移动机构与上加载板传动连接；顶梁上设有竖向加载装置；前挡板和后挡板分别上下滑动的安装于装置框体的前后侧。优点：能够实现相似模型的竖向和水平方向加载可控，相似模型浇筑区域尺寸可调，操作方便。

Description

一种加载可控和尺寸可调的相似模拟试验装置

技术领域

本发明属于属于相似模拟试验装置技术领域，特别涉及一种加载可控和尺寸可调的相似模拟试验装置。

背景技术

相似模拟试验以相似理论为基础，通过配制与工程岩体力学性质相似的类岩石材料构建相似模型开展研究。通过相似模拟试验装置对相似模型施加荷载，模拟岩体工程所处的实际应力环境，并结合开挖模型等工作开展工程体变形破坏特征的研究。同时，不同尺寸规模的工程体对应的相似模型尺寸不同，导致试验需要不同尺寸的相似试验装置。

传统技术中，如“相似模拟试验架的加载装置(CN201520667655.4)”、“一种相似模拟实验架的加载装置(CN201310605415.7)”和“相似模拟实验架加载装置(ZL200920032332.2)”三种专利技术均是通过千斤顶或重物对模型施加竖向荷载，而水平荷载由试验装置对模型的水平侧向约束作用提供。这些方式不能实现对相似模型施加可控的竖向和水平荷载，且装置模型尺寸固定，难以满足复杂工程条件的研究需求。

此外，在一些现有技术中公开了通过液压千斤顶对相似模型施加竖向和水平荷载的技术，如“一种可加载相似模拟试验装置及其使用方法(CN201610002446.7)”专利技术通过液压千斤顶对相似模型施加竖向和水平荷载，但装置浇筑模型复杂，没有解决装置可加载模型尺寸固定的问题。

另外，还有一些现有技术中公开了大型相似模型的三维可控加载的技术，如“一种大型三维物理模型试验用高刚度预应力加载框架结构CN201810106804.8”专利技术实现了大型相似模型的三维可控加载，但装置适用于固定尺寸大小的模型，且装置制造成本昂贵，难以推广应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种加载可控和尺寸可调的相似模拟试验装置，有效的克服了现有技术的缺陷。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种加载可控和尺寸可调的相似模拟试验装置，包括装置框体、左挡板、右加载板、上加载板、前挡板和后挡板；上述装置框体为竖直设置且前后侧均敞口的长方体形框架结构；上述左挡板沿前后方向竖直设置于上述装置框体的左侧立柱内侧，其下端向下贯穿上述装置框体的底座，并可相对于上述底座上下滑动；上述右加载板沿前后方向竖直设置于上述装置框体的右侧立柱内侧，上述右侧立柱上安装有水平加载装置，上述水平加载装置与上述右加载板传动连接，用于驱使上述右加载板左右移动，并对上述右加载板施加向左的加载载荷；上述上加载板沿左右方向水平设置于上述装置框体内靠近其顶梁的位置，上述装置框体上设有移动机构，上述移动机构与上述上加载板传动连接，用于驱动上述上加载板左右移动以及上下移动；上述顶梁上设有用于对上述上加载板施加向下的加载载荷的竖向加载装置；上述前挡板和后挡板分别沿左右方向竖直设置，并分别上下滑动的安装于上述装置框体的前后侧。

本发明的有益效果是：设计合理，能够实现相似模型的竖向和水平方向加载可控，相似模型浇筑区域尺寸可调，模型浇筑方便且装置操作方便。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，上述左侧立柱的内侧设有与上述上加载板匹配的缺口，该缺口分别竖向上下延伸，上述移动机构可驱动上述上加载板移动至左端伸入上述缺口内。

采用上述进一步方案的有益效果是设计合理，使得上加载板能够顺利、有效的实现向左的位移调节，利于后期上加载板对相似模型的养护以及向相似模型传递施加竖向载荷。

进一步，上述左侧立柱下部靠近其内壁的位置竖直设有与上述左挡板相匹配的第一滑槽，且该第一滑槽向下延伸贯穿上述底座，上述左挡板穿过上述第一滑槽，且可沿上述第一滑槽上下滑动。

采用上述进一步方案的有益效果是该设计利于左挡板良好的升降作业。

进一步，上述左侧立柱上设有第一升降机构，上述第一升降机构与上述左挡板传动连接，用于驱动上述左挡板沿上述第一滑槽上下滑动。

采用上述进一步方案的有益效果是该设计利于左挡板更为简单、快捷的升降操作。

进一步，上述第一升降机构包括至少一根第一齿条和至少一个第一电机，上述第一齿条竖直固定于上述左挡板的左侧，上述左侧立柱内部对应每根上述第一齿条的位置分别设有第一安装腔，上述第一齿条至少部分竖直穿过对应的上述第一安装腔，上述第一安装腔分别安装有与伸入其内部的上述第一齿条相对应的上述第一电机，上述第一电机的驱动轴上同轴安装有与对应的上述第一齿条相啮合的第一齿轮，上述第一电机可通过驱动轴驱动对应的上述第一齿轮旋转，从而带动上述第一齿条及上述左挡板沿上述第一滑槽上下滑动。

采用上述进一步方案的有益效果是第一升降机构设计简单、合理，运行平稳，能够实现左挡板的有效的自动化位移调节作业。

进一步,上述底座上靠近其前后两侧侧端的位置分别设有上下贯穿其的第二滑槽，上述第二滑槽分别与上述前挡板和后挡板相对应，上述前挡板和后挡板分别穿过对应的上述第二滑槽，并可沿对应的上述第二滑槽上下滑动。

采用上述进一步方案的有益效果是该设计利于前挡板和后挡板良好的升降作业。

进一步，上述底座设有分别与上述前挡板和后挡板一一对应的第二升降机构，上述第二升降机构分别与对应的上述前挡板或后挡板传动连接，用于驱动上述前挡板或后挡板沿对应的上述第二滑槽上下滑动。

采用上述进一步方案的有益效果是该设计利于前挡板和后挡板更为简单、快捷的升降操作。

进一步，上述第二升降机构包括至少一根第二齿条和至少一个第二电机，上述前挡板和后挡板相互背离的一侧分别竖直固定上述第二齿条，上述底座内对应每个上述第二齿条的位置分别设有第二安装腔，上述第二齿条至少部分竖直穿过对应的上述第二安装腔，上述第二安装腔分别安装有与伸入其内部的上述第二齿条相对应的上述第二电机，上述第二电机的驱动轴上同轴安装有与对应的上述第二齿条相啮合的第二齿轮，上述第二电机可通过驱动轴驱动对应的上述第二齿轮旋转，从而带动上述第二齿条及上述前挡板或后挡板沿对应的上述第二滑槽上下滑动。

采用上述进一步方案的有益效果是第二升降机构设计简单、合理，运行平稳，能够实现前、后挡板的有效的自动化位移调节作业。

进一步，上述移动机构包括两组竖向位移调节机构和两个水平位移调节机构，每组上述竖向位移调节机构均设有两个，并分别安装于上述左侧立柱和右侧立柱前侧或后侧，同一组的两个上述竖向位移调节机构之间连接有一个上述水平位移调节机构，上述上加载板分别与两个上述水平位移调节机构传动连接，两组的四个上述竖向位移调节机构可同步驱动两个上述水平位移调节机构上下带动上述上加载板上下移动，两个上述水平位移调节机构可同步驱动上述上加载板左右移动。

采用上述进一步方案的有益效果是移动机构设计合理，利于上加载板良好、稳定、智能化位移操作。

进一步，每个上述竖向位移调节机构均包括两根导轨、两个滑块、安装板和第三电机，两根上述导轨分别竖直设置，且左右并列固定于上述左侧立柱或右侧立柱的前/后侧，任意一根上述导轨靠近另一根导轨的一侧沿其长度方向设有齿面，两个上述滑块分别一一对应的与两根上述导轨滑动连接，上述安装板竖直设置于两个上述导轨背离上述左侧立柱或右侧立柱的一侧，并与两个上述滑块连接固定，上述第三电机安装于上述安装板背离上述导轨的一侧，其驱动轴前后贯穿上述安装板，并在驱动轴上同轴安装有与上述齿面相啮合的齿轮，上述第三电机可通过驱动轴驱动上述齿轮转动，从而带动上述安装板及两个上述滑块相对于两根上述导轨上下移动，同一组的两个上述竖向位移调节机构的安装板之间连接有一个上述水平位移调节机构。

采用上述进一步方案的有益效果是设计合理，能够实现上加载板的自动化升降控制，升降调节比较精准，操作简单、方便。

附图说明

图1为本发明的加载可控和尺寸可调的相似模拟试验装置的结构示意图；

图2为本发明的加载可控和尺寸可调的相似模拟试验装置中左侧立柱和左挡板的结构示意图；

图3为本发明的加载可控和尺寸可调的相似模拟试验装置中左侧立柱内第一升降机构的剖面示意图；

图4为本发明的加载可控和尺寸可调的相似模拟试验装置中底座的结构示意图；

图5为本发明的加载可控和尺寸可调的相似模拟试验装置中底座内第二升降机构的局部剖面示意图；

图6为本发明的加载可控和尺寸可调的相似模拟试验装置中竖向位移调节机构的结构示意图；

图7为本发明的加载可控和尺寸可调的相似模拟试验装置中上加载板的结构示意图；

图8为本发明的加载可控和尺寸可调的相似模拟试验装置中右加载板与底座配合的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、装置框体，2、左挡板，3、右加载板，4、上加载板，5、前挡板，6、后挡板，8、竖向加载装置，9、水平加载装置，11、左侧立柱，12、底座，13、右侧立柱，14、顶梁，31、圆珠滚子，41、连接部，71、竖向位移调节机构，72、水平位移调节机构，711、导轨，712、滑块，713、安装板，714、第三电机，721、丝杆，722、第四电机，1111、第一齿条，1112、第一电机，1113、第一齿轮，1211、第二齿条，1212、第二电机，1213、第二齿轮。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例：如图1所示，本实施例的加载可控和尺寸可调的相似模拟试验装置包括装置框体1、左挡板2、右加载板3、上加载板4、前挡板5和后挡板6；上述装置框体1为竖直设置且前后侧均敞口的长方体形框架结构；上述左挡板2沿前后方向竖直设置于上述装置框体1的左侧立柱11内侧，其下端向下贯穿上述装置框体1的底座12，并可相对于上述底座12上下滑动；上述右加载板3沿前后方向竖直设置于上述装置框体1的右侧立柱13内侧，上述右侧立柱13上安装有水平加载装置9，上述水平加载装置9与上述右加载板3传动连接，用于驱使上述右加载板3左右移动，并对上述右加载板3施加向左的加载载荷；上述上加载板4沿左右方向水平设置于上述装置框体1内靠近其顶梁14的位置，上述装置框体1上设有移动机构，上述移动机构与上述上加载板4传动连接，用于驱动上述上加载板4左右移动以及上下移动；上述顶梁14上设有用于对上述上加载板4施加向下的加载载荷的竖向加载装置8；上述前挡板5和后挡板6分别沿左右方向竖直设置，并分别上下滑动的安装于上述装置框体1的前后侧。

上述水平加载装置9和竖向加载装置8均为液压千斤顶，两者分别能够提供较为稳定的压力载荷，两个液压千斤顶分别通过管路连接液压站，液压站与控制器电连接，通过控制器控制液压站分别向两个液压千斤顶供油或回油，从而实现两个液压千斤顶压力载荷的施加。

需要特别说明的是：上述左挡板2、右加载板3、上加载板4、前挡板5和后挡板6均为长方形板，并且前挡板5和后挡板6相互远离的一侧之间的间距与上述左挡板2前后两侧侧端之间的距离(即就是左挡板2宽度)相等，右加载板3前后两侧侧端分别靠近前挡板5和后挡板6相互靠近的一侧(或是相互接触)，上加载板4前后侧端之间的间距(宽度)与前挡板5和后挡板6相互靠近的一侧相等。

整个装置试验过程如下：

步骤一、调整装置模型浇筑区域尺寸大小

首先通过控制水平加载装置9推动右加载板3向左移动，直至右加载板3的左侧和左侧立柱11内侧之间的距离为需要浇筑模型的长度，再控制左挡板2上升，直至左挡板3的上端端部和底座12上端之间距离为需要浇筑模型的高度；

步骤二、分层浇筑相似模型

控制前挡板5和后挡板6分别上升至一定的相同的高度(前挡板5和后挡板6上端端部平齐)，在前挡板5、后挡板6、底座12、左侧立柱11、左挡板2和右加载板3之间围成的空间内浇筑相似模型，再次驱动前挡板5和后挡板6上升一定的相同的高度，再次在形成的空间内浇筑相似模型，不断重复前挡板5和后挡板6的上升和相似模型的浇筑工作，直至相似模型高度与左挡板2上端齐平，通过移动机构驱动上加载板4向左移动，直至上加载板4位于和右加载板3的左侧，且上加载板4右侧侧端和右加载板3的左侧侧端之间的垂直间距为10mm，通过移动机构驱动上加载板4向下移动，直至上加载板4与相似模型顶部接触，养护模型；

步骤三、施加竖向和水平方向荷载

控制前挡板5和后挡板6下降脱离相似模型的对应侧，之后，控制水平加载装置9和竖向加载装置8对相似模型施加设定好的竖向和水平荷载，并结合试验方案开展相应的模型开挖工作。

整个装置具有如下技术效果：

(1)本装置实现了相似模型竖向和水平方向荷载的可控施加，可满足工程地质体所处的复杂应力环境的模拟需求。

(2)本发明通过调节上加载板的位置实现了装置浇筑相似模型区域的尺寸可调，提高了装置对相似模型尺寸变化的适应性，节省了制造装置的材料。

(3)装置构件数量少且结构简单，操作方便，制造成本较低，易于推广应用。

因此，本发明具有结构简单、成本较低、能满足相似模型竖向和水平方向加载可控以及相似模型浇筑区域尺寸可调的特点。

作为一种优选的实施方式，如图2所示，上述左侧立柱11的内侧设有与上述上加载板4匹配的缺口，该缺口分别竖向上下延伸，上述移动机构可驱动上述上加载板4移动至左端伸入上述缺口内，该设计利于上加载板4的位移调节，使其能够良好的浇筑好的相似模型进行养护，以及利于后续良好的竖向荷载施加。

作为一种优选的实施方式，上述左侧立柱11下部靠近其内壁的位置竖直设有与上述左挡板2相匹配的第一滑槽，且该第一滑槽向下延伸贯穿上述底座12，上述左挡板2穿过上述第一滑槽，且可沿上述第一滑槽上下滑动，该设计使得整体结构比较紧凑，相似模型浇筑后左侧与左侧立柱11相接触，利于后期水平荷载的有效施加。

作为一种优选的实施方式，如图2和3所示，上述左侧立柱11上设有第一升降机构，上述第一升降机构与上述左挡板2传动连接，用于驱动上述左挡板2沿上述第一滑槽上下滑动，该设计通过第一升降机构即可实现左挡板2的升降，降低了人工作业的劳动强度，自动化程度高。

作为一种更优选的实施方式，如图2和3所示，上述第一升降机构包括至少一根第一齿条1111和至少一个第一电机1112，上述第一齿条1111竖直固定于上述左挡板2的左侧，上述左侧立柱11内部对应每根上述第一齿条1111的位置分别设有第一安装腔，上述第一齿条1111至少部分竖直穿过对应的上述第一安装腔，上述第一安装腔分别安装有与伸入其内部的上述第一齿条1111相对应的上述第一电机1112，上述第一电机1112的驱动轴上同轴安装有与对应的上述第一齿条1111相啮合的第一齿轮1113，上述第一电机1112可通过驱动轴驱动对应的上述第一齿轮1113旋转，从而带动上述第一齿条1111及上述左挡板2沿上述第一滑槽上下滑动，作业过程中，第一电机1112同步转动，从而带动与其传动连接的第一齿轮1113旋转，进而同步带动左挡板2上的第一齿条111上下移动，实现左挡板2良好、稳定的升降。

需要说明的是：使用过程中第一电机1112外接电源，并电连接控制器，通过控制器可实现第一电机1112的自动化控制运行，也就是实现第一升降机构带动左挡板2自动化升降操作。

需要强调的是：上述第一安装腔可以是竖直上下贯穿左侧立柱11的腔体，该腔体横截面为长方形。

作为一种优选的实施方式，如图4所示，上述底座12上靠近其前后两侧侧端的位置分别设有上下贯穿其的第二滑槽，上述第二滑槽分别与上述前挡板5和后挡板6相对应，上述前挡板5和后挡板6分别穿过对应的上述第二滑槽，并可沿对应的上述第二滑槽上下滑动，该设计利于前挡板5和后挡板6的良好升降操作，第一滑槽和两个第二滑槽在底座12上相互连通，共同形成一个U形槽。

作为一种优选的实施方式，如图1和5所示，上述底座12设有分别与上述前挡板5和后挡板6一一对应的第二升降机构，上述第二升降机构分别与对应的上述前挡板5或后挡板6传动连接，用于驱动上述前挡板5或后挡板6沿对应的上述第二滑槽上下滑动，该设计通过第二升降机构即可实现对应的前挡板5或后挡板6的升降，降低了人工作业的劳动强度，自动化程度高。

作为一种更优选的实施方式，如图5所示，上述第二升降机构包括至少一根第二齿条1211和至少一个第二电机1212，上述前挡板5和后挡板6相互背离的一侧分别竖直固定上述第二齿条1211，上述底座12内对应每个上述第二齿条1211的位置分别设有第二安装腔，上述第二齿条1211至少部分竖直穿过对应的上述第二安装腔，上述第二安装腔分别安装有与伸入其内部的上述第二齿条1211相对应的上述第二电机1212，上述第二电机1212的驱动轴上同轴安装有与对应的上述第二齿条1211相啮合的第二齿轮1213，上述第二电机1212可通过驱动轴驱动对应的上述第二齿轮1213旋转，从而带动上述第二齿条1211及上述前挡板5或后挡板6沿对应的上述第二滑槽上下滑动，作业过程中，第二电机1212转动，从而带动与其传动连接的第二齿轮1213旋转，进而带动对应的前挡板5或后挡板6上的第二齿条1213上下移动，实现前挡板5或后挡板6良好、稳定的升降。

需要说明的是：使用过程中第二电机1212分别外接电源，并电连接控制器，通过控制器可实现第二电机1212的自动化控制运行，也就是实现第二升降机构带动对应的前挡板5或后挡板6自动化升降操作。

需要强调的是：位于底座12同一侧的一个或多个上述第二安装腔可以是设置于底座12内部的一个完整腔体，该腔体横截面为长方形。

需要说明的是：上述左侧立柱11和右侧立柱13相互靠近的一侧分别设有与所述前挡板5和后挡板6的左右两侧相匹配的第三滑槽，且该第三滑槽分别向下延伸贯穿底座12，前挡板5和后挡板6的左右两侧分别伸入对应的第三滑槽内，并可沿对应的第三滑槽和对应的第二滑槽上下滑动，该设计的目的是使得前挡板5和后挡板6在与左挡板2和右加载板3之间形成相似模型浇筑区域时不会存在缝隙，使得该区域形成一个封闭的、有效的模型浇筑区。

作为一种优选的实施方式，如图1所示，上述移动机构包括两组竖向位移调节机构71和两个水平位移调节机构72，每组上述竖向位移调节机构71均设有两个，并分别安装于上述左侧立柱11和右侧立柱13前侧或后侧，同一组的两个上述竖向位移调节机构71之间连接有一个上述水平位移调节机构72，上述上加载板4分别与两个上述水平位移调节机构72传动连接，两组的四个上述竖向位移调节机构71可同步驱动两个上述水平位移调节机构72上下带动上述上加载板4上下移动，两个上述水平位移调节机构72可同步驱动上述上加载板4左右移动，该设计比较合理，作业时，每一组的两个竖向位移调节机构71均同步沿上述装置框体1对应侧的左侧立柱11和右侧立柱13同步上下移动，在移动的同时，同步带动两个水平位移调节机构72升降，从而实现带动上加载板4升降，整个操作比较简单、稳定，并且降低了人工劳动强度。

作为一种更优选的实施方式，如图1和6所示，每个上述竖向位移调节机构71均包括两根导轨711、两个滑块712、安装板713和第三电机714，两根上述导轨711分别竖直设置，且左右并列固定于上述左侧立柱11或右侧立柱13的前/后侧，任意一根上述导轨711靠近另一根导轨711的一侧沿其长度方向设有齿面，两个上述滑块712分别一一对应的与两根上述导轨711滑动连接，上述安装板713竖直设置于两个上述导轨711背离上述左侧立柱11或右侧立柱13的一侧，并与两个上述滑块712连接固定，上述第三电机714安装于上述安装板713背离上述导轨711的一侧，其驱动轴前后贯穿上述安装板713，并在驱动轴上同轴安装有与上述齿面相啮合的齿轮，上述第三电机714可通过驱动轴驱动上述齿轮转动，从而带动上述安装板713及两个上述滑块712相对于两根上述导轨711上下移动，同一组的两个上述竖向位移调节机构71的安装板713之间连接有一个上述水平位移调节机构72，作业时，第三电机714驱动齿轮转动，从而使得导轨711相对于齿轮上下移动，在本实施例中因导轨711固定，因此，整个安装板713和其上的滑块712和第三电机714相对于导轨711上下移动，具体的说：四个安装板713在同一高度处同步上下移动，从而带动两个水平位移调节机构72同步上下移动，最终实现带动上加载板4稳定的升降，整个升降过程全程自动化操作，位移控制比较精确。

作为一种更优选的实施方式，如图1和7所示，上述水平位移调节机构72均包括水平设置的丝杆721和旋合在上述丝杆721外的螺母座，上述丝杆721沿左右方向水平设置，其两端分别通过与其转动连接的轴承座安装于两个上述安装板713背离上述导轨711的一侧，其中一个上述安装板713上安装有与上述丝杆721对应端传动连接的第四电机722，上述上加载板4的前后两侧分别突出设有连接部41，上述连接部41分别与位于同一侧的上述螺母座连接固定，两个上述第四电机722同步通过驱动轴带动对应的上述丝杆721转动，从而驱使两个上述螺母座沿对应的上述丝杆721移动，并带动上述上加载板4左右移动，上加载板4需要水平移动时，两个水平位移调节机构72中的第四电机722同步运行，并带动两个丝杆721同向转动(两个丝杆721螺纹方向一致)，从而使得两个丝杆721上的螺母座(即就是丝母)同向同步发生相通的位移变化，从而通过与两个螺母座连接的连接部41带动上加载板4实现精准的水平位移。

需要说明的是：使用过程中第三电机714和第四电机722分别外接电源，并分别电连接控制器，通过控制器可实现第三电机714和第四电机722的自动化控制运行，也就是实现上加载板4自动化、智能化、精确化的位移操作。

当然，两个上述水平位移调节机构72可以等同替换为两个规格一致的直线导轨，或其他具有同类似功能或作用的结构及产品。

作为一种优选的实施方式，如图8所示，上述右加载板3下端沿前后方向设有纵截面为弧形的凹槽，凹槽处设有圆珠滚子31，圆珠滚子31的上部嵌入凹槽内并可相对凹槽360°转动，下部与底座12上表面接触，右加载板3在水平加载装置9的驱使下沿底座12表面左右移动时，圆珠滚子31在底座12表面滚动行走，减少二者之间相对移动的摩擦力，确保右加载板3移动顺畅。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种加载可控和尺寸可调的相似模拟试验装置，其特征在于：包括装置框体（1）、左挡板（2）、右加载板（3）、上加载板（4）、前挡板（5）和后挡板（6）；

所述装置框体（1）为竖直设置且前后侧均敞口的长方体形框架结构；

所述左挡板（2）沿前后方向竖直设置于所述装置框体（1）的左侧立柱（11）内侧，其下端向下贯穿所述装置框体（1）的底座（12），并可相对于所述底座（12）上下滑动；

所述右加载板（3）沿前后方向竖直设置于所述装置框体（1）的右侧立柱（13）内侧，所述右侧立柱（13）上安装有水平加载装置（9），所述水平加载装置（9）与所述右加载板（3）传动连接，用于驱使所述右加载板（3）左右移动，并对所述右加载板（3）施加向左的加载载荷；

所述上加载板（4）沿左右方向水平设置于所述装置框体（1）内靠近其顶梁（14）的位置，所述装置框体（1）上设有移动机构，所述移动机构与所述上加载板（4）传动连接，用于驱动所述上加载板（4）左右移动以及上下移动；

所述顶梁（14）上设有用于对所述上加载板（4）施加向下的加载载荷的竖向加载装置（8）；

所述前挡板（5）和后挡板（6）分别沿左右方向竖直设置，并分别上下滑动的安装于所述装置框体（1）的前后侧；

所述左侧立柱（11）的内侧设有与所述上加载板（4）匹配的缺口，该缺口分别竖向上下延伸，所述移动机构可驱动所述上加载板（4）移动至左端伸入所述缺口内；

所述左侧立柱（11）下部靠近其内壁的位置竖直设有与所述左挡板（2）相匹配的第一滑槽，且该第一滑槽向下延伸贯穿所述底座（12），所述左挡板（2）穿过所述第一滑槽，且可沿所述第一滑槽上下滑动；

所述左侧立柱（11）上设有第一升降机构，所述第一升降机构与所述左挡板（2）传动连接，用于驱动所述左挡板（2）沿所述第一滑槽上下滑动。

2.根据权利要求1所述的一种加载可控和尺寸可调的相似模拟试验装置，其特征在于：所述第一升降机构包括至少一根第一齿条（1111）和至少一个第一电机（1112），所述第一齿条（1111）竖直固定于所述左挡板（2）的左侧，所述左侧立柱（11）内部对应每根所述第一齿条（1111）的位置分别设有第一安装腔，所述第一齿条（1111）至少部分竖直穿过对应的所述第一安装腔，所述第一安装腔分别安装有与伸入其内部的所述第一齿条（1111）相对应的所述第一电机（1112），所述第一电机（1112）的驱动轴上同轴安装有与对应的所述第一齿条（1111）相啮合的第一齿轮（1113），所述第一电机（1112）可通过驱动轴驱动对应的所述第一齿轮（1113）旋转，从而带动所述第一齿条（1111）及所述左挡板（2）沿所述第一滑槽上下滑动。

3.根据权利要求1所述的一种加载可控和尺寸可调的相似模拟试验装置，其特征在于：所述底座（12）上靠近其前后两侧侧端的位置分别设有上下贯穿其的第二滑槽，所述第二滑槽分别与所述前挡板（5）和后挡板（6）相对应，所述前挡板（5）和后挡板（6）分别穿过对应的所述第二滑槽，并可沿对应的所述第二滑槽上下滑动。

4.根据权利要求3所述的一种加载可控和尺寸可调的相似模拟试验装置，其特征在于：所述底座（12）设有分别与所述前挡板（5）和后挡板（6）一一对应的第二升降机构，所述第二升降机构分别与对应的所述前挡板（5）或后挡板（6）传动连接，用于驱动所述前挡板（5）或后挡板（6）沿对应的所述第二滑槽上下滑动。

5.根据权利要求4所述的一种加载可控和尺寸可调的相似模拟试验装置，其特征在于：所述第二升降机构包括至少一根第二齿条（1211）和至少一个第二电机（1212），所述前挡板（5）和后挡板（6）相互背离的一侧分别竖直固定所述第二齿条（1211），所述底座（12）内对应每个所述第二齿条（1211）的位置分别设有第二安装腔，所述第二齿条（1211）至少部分竖直穿过对应的所述第二安装腔，所述第二安装腔分别安装有与伸入其内部的所述第二齿条（1211）相对应的所述第二电机（1212），所述第二电机（1212）的驱动轴上同轴安装有与对应的所述第二齿条（1211）相啮合的第二齿轮（1213），所述第二电机（1212）可通过驱动轴驱动对应的所述第二齿轮（1213）旋转，从而带动所述第二齿条（1211）及所述前挡板（5）或后挡板（6）沿对应的所述第二滑槽上下滑动。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种加载可控和尺寸可调的相似模拟试验装置，其特征在于：所述移动机构包括两组竖向位移调节机构（71）和两个水平位移调节机构（72），每组所述竖向位移调节机构（71）均设有两个，并分别安装于所述左侧立柱（11）和右侧立柱（13）前侧或后侧，同一组的两个所述竖向位移调节机构（71）之间连接有一个所述水平位移调节机构（72），所述上加载板（4）分别与两个所述水平位移调节机构（72）传动连接，两组的四个所述竖向位移调节机构（71）可同步驱动两个所述水平位移调节机构（72）上下带动所述上加载板（4）上下移动，两个所述水平位移调节机构（72）可同步驱动所述上加载板（4）左右移动。

7.根据权利要求6所述的一种加载可控和尺寸可调的相似模拟试验装置，其特征在于：每个所述竖向位移调节机构（71）均包括两根导轨（711）、两个滑块（712）、安装板（713）和第三电机（714），两根所述导轨（711）分别竖直设置，且左右并列固定于所述左侧立柱（11）或右侧立柱（13）的前/后侧，任意一根所述导轨（711）靠近另一根导轨（711）的一侧沿其长度方向设有齿面，两个所述滑块（712）分别一一对应的与两根所述导轨（711）滑动连接，所述安装板（713）竖直设置于两个所述导轨（711）背离所述左侧立柱（11）或右侧立柱（13）的一侧，并与两个所述滑块（712）连接固定，所述第三电机（714）安装于所述安装板（713）背离所述导轨（711）的一侧，其驱动轴前后贯穿所述安装板（713），并在驱动轴上同轴安装有与所述齿面相啮合的齿轮，所述第三电机（714）可通过驱动轴驱动所述齿轮转动，从而带动所述安装板（713）及两个所述滑块（712）相对于两根所述导轨（711）上下移动，同一组的两个所述竖向位移调节机构（71）的安装板（713）之间连接有一个所述水平位移调节机构（72）。

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