CN113140149A - 挡土墙土室内试验模型装置及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种挡土墙土室内试验模型装置及其安装方法，包括上端开口的盒体，盒体包括底板、左侧板、右侧板、前侧板、后侧板，挡土墙块具有前端面、后端面、底端面、左侧面、右侧面、顶面。可从侧面观察模拟状态下的挡土墙在主动和被动土压力下滑动面的破坏形态（滑动角）以及墙体达到极限状态所需要的位移大小，增强学生对主动土压力和被动土压力理论知识的学习与理解，进一步提升学习兴趣。
Description
技术领域
本发明属于教学模型技术领域，具体涉及一种挡土墙土室内试验模型装置及其安装方法。
背景技术
针对挡土墙的教学，从而让学习者通过模型的试验，观测主动土压力和被动土压力位移情况大小及土体破坏滑动面情况，增强对土压力求解的感性认识，达到提升学习效果的目的而设计了针对主动和被动土压力直观分析的试验模型。
发明内容
本发明提出的一种挡土墙土室内试验模型装置及其安装方法，结构简单、安装、更换方便。
本发明公开的技术方案如下：挡土墙土室内试验模型装置，包括上端开口的盒体，盒体包括底板、左侧板、右侧板、前侧板、后侧板，左侧板和/或右侧板的材质为透明材质，
其中，左侧板、右侧板和底板固定连接形成U型板，左侧板、右侧板的相对侧上具有长度沿前后方向设置的导向凹槽或导轨，左侧板、右侧板的相对侧的前后两端具有凹槽，前侧板、后侧板插入对应的凹槽内，后侧板上具有螺纹孔，
挡土墙块具有前端面、后端面、底端面、左侧面、右侧面、顶面，左侧面、右侧面上或底端面上设置有导槽或导向轨道，导槽或导向轨道的长度方向为前后方向，
挡土墙块的后端面设置有至少一端拉通的T形凹槽，凸台形的连接件安装在T形凹槽内，连接件上具有轴向的插接孔，螺纹杆插入插接孔内，螺纹杆端部具有径向设置的安装孔A，插接孔的径向具有安装孔B，固定件穿过安装孔B、安装孔A将连接件与螺纹管固定。
在上述方案的基础上，作为优选，透明材质为透明有机玻璃。
在上述方案的基础上，作为优选，底板的前后两端具有底凹槽，底凹槽与凹槽连通且在同一平面内。
在上述方案的基础上，作为优选，左侧板、右侧板、前侧板、后侧板的上端面平齐。
在上述方案的基础上，作为优选，左侧板、右侧板、底板一体成型。
在上述方案的基础上，作为优选，土墙块的材质为硬质材料。
在上述方案的基础上，作为优选，挡土墙块的材质为金属。
在上述方案的基础上，作为优选，前端面为自前向后斜向上的坡面。
挡土墙土室内试验模型装置的安装方法，
A：将凸台形的连接件插入挡土墙块的T形凹槽内；
B：将步骤A的挡土墙块装入U型板上，挡土墙块的导槽/导向导杆对应配合U型板上的导向凹槽/导轨；
C：前、后侧板插入 U型板两端的凹槽内固定，固定方式为过盈配合或锁紧螺丝锁紧；
D：将Z字形摇把的螺纹杆穿过螺纹孔转动直至螺纹管插入连接件的插接孔内，保持螺纹杆上的安装孔B与插接孔径向上的安装孔B对齐，固定件插入安装孔A以及安装孔B内将螺纹杆和连接件相固定；固定件为螺栓或插销。
在上述方案的基础上，作为优选，使用方法：在前侧板和前端面之间装填砂土，分层压实，手持摇把的把手部分转动摇把，推动挡土墙块向前或向后运动，模拟挡土墙受到的主动或被动土压力。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
前侧板、后侧板采用插入凹槽的方式进行固定，可以快速进行拆卸，从而便于装配、更换与本模型盒相匹配的挡土墙块。
左侧板和/或右侧板的材质为透明材质便于从侧面观察模拟状态下的挡土墙在主动和被动土压力下滑动面的破坏形态（滑动角）以及墙体达到极限状态所需要的位移大小。增强学生对主动土压力和被动土压力理论知识的学习与理解，进一步提升学习兴趣。
左侧板、右侧板和底板均采用透明有机玻璃，便于一次成型。减少装配工序。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为U型板的结构示意图；
图3是挡土墙块的结构示意图；
图4是图3的右视图；
图5是图3的立体图；
图6是图1和图3的装配图；
图7是快拆快装式结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
如图1-2所示，用于挡土墙土压力试验的可拆卸的模型盒，包括上端开口的盒体，盒体包括底板1、左侧板2、右侧板3、前侧板4、后侧板5，左侧板和/或右侧板的材质为透明材质。
其中，左侧板、右侧板和底板固定连接形成U型板，左侧板、右侧板的相对侧上具有长度沿前后方向设置的导向凹槽或导轨6，长度方向以水平为宜，左侧板、右侧板的相对侧的前后两端具有凹槽7，前侧板、后侧板插入对应的凹槽内，后侧板上具有螺纹孔。
本模型盒的前侧板、后侧板采用插入凹槽的方式进行固定，可以快速进行拆卸，从而便于装配、更换与本模型盒相匹配的挡土墙块。
左侧板和/或右侧板的材质为透明材质便于从侧面观察模拟状态下的挡土墙在主动和被动土压力下滑动面的破坏形态（滑动角）以及墙体达到极限状态所需要的位移大小。增强学生对主动土压力和被动土压力理论知识的学习与理解，进一步提升学习兴趣。
透明材质为透明有机玻璃。
底板的前后两端具有底凹槽8，底凹槽与凹槽连通且在同一平面内。底凹槽与凹槽连通的设计，前、后侧板插在对应的底凹槽、凹槽内，安装结构更为紧固。
左侧板、右侧板、前侧板、后侧板的上端面平齐。
盒体上至少左侧板、右侧板的材质为透明材质。优选左侧板、右侧板和底板均采用透明有机玻璃，便于一次成型。减少装配工序。
为提高前、后侧板安装后的牢固性，可通过锁紧螺丝自U型件的两端锁紧前、后侧板。
与其相匹配的挡土墙块具有以下特征，具体如图3-5所示：
挡土墙块9，具有前端面10、后端面11、底端面13、左侧面12、右侧面、顶面15，其中，底面、顶面优选采用平面设计，左侧面、右侧面均设置导槽14或导向轨道用于与导轨或导向凹槽匹配，保证挡土墙块水平运动的稳定性。挡土墙块的前端面可为自前向后斜向上的坡面（以这种状态的坡面为称之为仰斜面），也可为竖直面、俯斜面以模拟不同场合、状态下的挡土结构。
使用时，底面、左侧面、右侧面分别与底板、左侧板、右侧板贴合。
为驱动挡土墙块的水平运动，设计了下述方案，具体如图6所示：
在挡土墙块的后端面设置轴承16，轴承外圈固定在挡土墙块上，轴承内圈固定连接螺纹杆17，螺纹杆螺纹连接螺纹孔，螺纹杆位于盒体外的一端设置有把手18，便于转动螺纹杆。
由于轴承更换不便，便于现场装配、更换，挡土墙块和螺纹管的连接结构为快拆快装式结构，具体参见图7，档土墙块的后端面设置T形凹槽19，凸台形的连接件20（T形杆/管）安装在T形凹槽内，T形凹槽限制连接管轴向运动但不限制连接件径向运动，连接件上具有轴向的插接孔21，螺纹杆插入插接孔内，螺纹管端部具有径向设置的安装孔A23，插接孔的径向具有安装孔B22，螺栓穿过安装孔B、安装孔A将连接件与螺纹管固定。螺栓也可为插销。
挡土墙土室内试验模型装置的安装方法，
A：将凸台形的连接件插入挡土墙块的T形凹槽内；
B：将步骤A的挡土墙块装入U型板上，挡土墙块的导槽/导向导杆对应配合U型板上的导向凹槽/导轨；
C：前、后侧板插入 U型板两端的凹槽内固定，固定方式为过盈配合或锁紧螺丝锁紧；
D：将Z字形摇把的螺纹杆穿过螺纹孔转动直至螺纹管插入连接件的插接孔内，保持螺纹杆上的安装孔B与插接孔径向上的安装孔B对齐，固定件插入安装孔A以及安装孔B内将螺纹杆和连接件相固定；固定件为螺栓或插销。
使用方法：在前侧板和前端面之间装填砂土，分层压实，手持摇把的把手部分转动摇把，推动挡土墙块向前或向后运动，通过砂土的位移来模拟挡土墙受到的主动或被动土压力时砂土的变化情况。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.挡土墙土室内试验模型装置，其特征在于，包括上端开口的盒体，盒体包括底板、左侧板、右侧板、前侧板、后侧板，左侧板和/或右侧板的材质为透明材质，
其中，左侧板、右侧板和底板固定连接形成U型板，左侧板、右侧板的相对侧上具有长度沿前后方向设置的导向凹槽或导轨，左侧板、右侧板的相对侧的前后两端具有凹槽，前侧板、后侧板插入对应的凹槽内，后侧板上具有螺纹孔，
挡土墙块具有前端面、后端面、底端面、左侧面、右侧面、顶面，左侧面、右侧面上或底端面上设置有导槽或导向轨道，导槽或导向轨道的长度方向为前后方向，
挡土墙块的后端面设置有至少一端拉通的T形凹槽，凸台形的连接件安装在T形凹槽内，连接件上具有轴向的插接孔，螺纹杆插入插接孔内，螺纹杆端部具有径向设置的安装孔A，插接孔的径向具有安装孔B，固定件穿过安装孔B、安装孔A将连接件与螺纹管固定。
2.如权利要求1所述的挡土墙土室内试验模型装置，其特征在于，透明材质为透明有机玻璃。
3.如权利要求1所述的挡土墙土室内试验模型装置，其特征在于，底板的前后两端具有底凹槽，底凹槽与凹槽连通且在同一平面内。
4.如权利要求1所述的挡土墙土室内试验模型装置，其特征在于，左侧板、右侧板、前侧板、后侧板的上端面平齐。
5.如权利要求1所述的挡土墙土室内试验模型装置，其特征在于，左侧板、右侧板、底板一体成型。
6.如权利要求1所述的挡土墙土室内试验模型装置，其特征在于，土墙块的材质为硬质材料。
7.如权利要求1所述的挡土墙土室内试验模型装置，其特征在于，挡土墙块的材质为金属。
8.如权利要求1所述的挡土墙土室内试验模型装置，其特征在于，前端面为自前向后斜向上的坡面。
9.挡土墙土室内试验模型装置的安装方法，其特征在于，
A：将凸台形的连接件插入挡土墙块的T形凹槽内；
B：将步骤A的挡土墙块装入U型板上，挡土墙块的导槽/导向导杆对应配合U型板上的导向凹槽/导轨；
C：前、后侧板插入 U型板两端的凹槽内固定，固定方式为过盈配合或锁紧螺丝锁紧；
D：将Z字形摇把的螺纹杆穿过螺纹孔转动直至螺纹管插入连接件的插接孔内，保持螺纹杆上的安装孔B与插接孔径向上的安装孔B对齐，固定件插入安装孔A以及安装孔B内将螺纹杆和连接件相固定；
固定件为螺栓或插销。
10.如权利要求9所述的挡土墙土室内试验模型装置的安装方法，其特征在于，使用方法：在前侧板和前端面之间装填砂土，分层压实，手持摇把的把手部分转动摇把，推动挡土墙块向前或向后运动，模拟挡土墙受到的主动或被动土压力。
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