CN116008089A - 一种岩土工程支护结构模型试验装置及试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种岩土工程支护结构模型试验装置及试验方法，包括箱体，所述箱体内设置有推板和模拟支护结构，所述箱体与推板之间设置有液压缸和多个第一伸缩杆，所述模拟支护结构的左侧壁上设置有压力传感器，所述箱体的外壁设置有安装板，所述安装板上连接有第二伸缩杆，所述第二伸缩杆的伸缩段连接有转动块，所述转动块上连接有第三伸缩杆，所述第三伸缩杆的神缩端连接有摄像头，所述摄像头设置在模拟支护结构的上方。通过设置推板、液压缸、监控机构，便于对模拟支护结构在不同压力下的应变模拟。
Description
技术领域
本发明涉及试验装置技术领域，尤其是一种岩土工程支护结构模型试验装置及试验方法。
背景技术
边坡支护是一种常见的施工技术，支护是为保证地下结构施工及周边环境的安全。对于土木工程来说，边坡支护属于基础性的施工工序，边坡支护达到的质量在很大程度上影响到土木工程的质量，涉及到人民生命和财产安全。
边坡变形是边坡工程中不可避免的问题，为此，人们已做了大量的研究工作，并积累了丰富的工程经验，可是关于边坡的开挖变形，失稳破坏，支护结构失效等一些问题依然是屡见不鲜，这主要归结于：岩土体自身应力应变关系的复杂性以及在支护结构介入之后边坡土压力分布的不确定性和未知性。而为了进一步提高边坡工程支护技术的水平和促进土木工程的发展，加大对边坡工程支护技术的分析研究力度不仅意义重大，而且迫在眉睫。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种岩土工程支护结构模型试验装置及试验方法，通过设置推板、液压缸、监控机构，便于对模拟支护结构在不同压力下的应变模拟。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种岩土工程支护结构模型试验装置，包括箱体，所述箱体内设置有推板和模拟支护结构，所述箱体与推板之间设置有液压缸和多个第一伸缩杆，所述模拟支护结构的左侧壁上设置有压力传感器，所述箱体的外壁设置有安装板，所述安装板上连接有第二伸缩杆，所述第二伸缩杆的伸缩段连接有转动块，所述转动块上连接有第三伸缩杆，所述第三伸缩杆的神缩端连接有摄像头，所述摄像头设置在模拟支护结构的上方。
所述箱体的下方设置有底板，所述底板上均匀分布有多个支撑块，所述支撑块上连接有吸盘，所述吸盘设置在箱体的底部。
所述底板上还设置有多个固定管，所述固定管出气口连通有气嘴，进气口通过连接管连接有风机。
所述箱体和推板上均连接有弧形板，所述液压缸的两端放置在弧形板上，所述推板沿箱体的内腔底壁活动设置。
所述模拟支护结构为钢板桩，所述箱体的左侧壁为不锈钢材质，其它四个侧壁为透明玻璃材质，所述箱体的右侧壁上安装有两个透明固定框。
一种岩土工程支护结构模型试验装置的试验方法，包括以下步骤：
S1、将压力传感器安装在模拟支护结构上；
S2、将土壤放进箱体内，土壤每增高300mm时，用锤压实，直到土壤与箱体的顶部齐平；
S3、将模拟支护结构插入进土壤里；
S4、将位于模拟支护结构右侧的土壤挖出部分，剩余部分土壤的高度为300mm。
S5、通过第二伸缩杆和第三伸缩杆对摄像头的位置进行调节，使摄像头对准模拟支护结构；
S6、启动液压缸，使液压缸的伸缩端推动推板向右移动，进而推动土壤，并对模拟支护结构施加推力，再通过摄像头观察模拟支护结构的变化，并将数据记录下来，然后整理出模拟支护结构应变数据图。
本发明的有益效果是：
1.通过设置推板、液压缸和摄像头，便于对模拟支护结构在不同压力下的应变模拟，在满足相似原理的条件下，模型实验能避开数学和力学上的困难，真实、全面、直观、准确地反映岩土体及支护体系的力学特性，使人们更容易全面把握岩体工程的整体受力特征、变形趋势及稳定性特点，模型实验一方面可以与数学模型相互验证，另一方面也为发现一些新的力学现象和规律、为建立新的计算理论和数学模型提供重要的依据。
2.通过设置风机、连接管和固定管，便于将清洁后的快速干燥，从而便于进行下次试验。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为箱体、液压缸的俯视图；
图3为本发明的主视图；
图4为摄像头向下旋转回收的示意图；
图5为底板的俯视图；
图中所示：1、箱体；2、推板；3、第一伸缩杆；4、弧形板；5、液压缸；6、安装板；7、第二伸缩杆；8、转动块；9、第三伸缩杆；10、摄像头；11、模拟支护结构；12、压力传感器；13、透明固定框；14、底板；15、支撑块；16、吸盘；17、固定管；18、气嘴；19、连接管；20、风机；21、土壤。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1至5所示，一种岩土工程支护结构模型试验装置，包括箱体1，所述箱体1内设置有推板2和模拟支护结构11，所述箱体1与推板2之间设置有液压缸5和多个第一伸缩杆3，所述模拟支护结构11的左侧壁上设置有压力传感器12，所述箱体1的外壁设置有安装板6，所述安装板6上连接有第二伸缩杆7，所述第二伸缩杆7的伸缩段连接有转动块8，所述转动块8上连接有第三伸缩杆9，所述第三伸缩杆9的神缩端连接有摄像头10，所述摄像头10设置在模拟支护结构11的上方。
所述箱体1的下方设置有底板14，所述底板14上均匀分布有多个支撑块15，所述支撑块15上连接有吸盘16，所述吸盘16设置在箱体1的底部。
所述底板14上还设置有多个固定管17，所述固定管17出气口连通有气嘴18，进气口通过连接管19连接有风机20。
所述箱体1和推板2上均连接有弧形板4，所述液压缸5的两端放置在弧形板4上，所述推板2沿箱体1的内腔底壁活动设置。
所述模拟支护结构11为钢板桩，所述箱体1的左侧壁为不锈钢材质，其它四个侧壁为透明玻璃材质，所述箱体1的右侧壁上安装有两个透明固定框13。
一种岩土工程支护结构模型试验装置的试验方法，包括以下步骤：
S1、将压力传感器12安装在模拟支护结构11上；
S2、将土壤21放进箱体1内，土壤21每增高300mm时，用锤压实，直到土壤21与箱体1的顶部齐平；
S3、将模拟支护结构11插入进土壤21里；
S4、将位于模拟支护结构11右侧的土壤21挖出部分，剩余部分土壤21的高度为300mm。
S5、通过第二伸缩杆7和第三伸缩杆9对摄像头10的位置进行调节，使摄像头10对准模拟支护结构11；
S6、启动液压缸5，使液压缸5的伸缩端推动推板2向右移动，进而推动土壤21，并对模拟支护结构11施加推力，再通过摄像头10观察模拟支护结构11的变化，并将数据记录下来，然后整理出模拟支护结构11应变数据图。
所述模拟支护结构11为挡土墙，在安装挡土墙时，先在土壤21里挖出一条与挡土墙匹配的凹槽，然后将预置好的挡土墙放入进凹槽内，最后将挡土墙周边的土壤21压实。
当试验结束后后，通过向上移动液压缸5，将液压缸5从箱体1内取出，在通过向上搬动箱体1，在使用工具将多个吸盘16与箱体1分离，然后翻动箱体1的开口向下倾斜，便于向箱体1内的土倒出；然后用水将箱体1清洗干净；在将箱体1倒扣在多个支撑块15上，然后在启动风机20，将空气通过连接管19输送到固定管17内，使固定管17内的空气经多个气嘴18吹出并吹向箱体1内部，从而加快箱体1内部的空气流动，从而使箱体1的快速干燥，从而便于进行下次试验。
通过设置推板2、液压缸5和摄像头10，便于对模拟支护结构11在不同压力下的应变模拟，在满足相似原理的条件下，模型实验能避开数学和力学上的困难，真实、全面、直观、准确地反映岩土体及支护体系的力学特性，使人们更容易全面把握岩体工程的整体受力特征、变形趋势及稳定性特点，模型实验一方面可以与数学模型相互验证，另一方面也为发现一些新的力学现象和规律、为建立新的计算理论和数学模型提供重要的依据。
通过设置风机20、连接管19和固定管17，便于将清洁后的快速干燥，从而便于进行下次试验。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化,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 (6)
1.一种岩土工程支护结构模型试验装置，包括箱体(1)，其特征在于：所述箱体(1)内设置有推板(2)和模拟支护结构(11)，所述箱体(1)与推板(2)之间设置有液压缸(5)和多个第一伸缩杆(3)，所述模拟支护结构(11)的左侧壁上设置有压力传感器(12)，所述箱体(1)的外壁设置有安装板(6)，所述安装板(6)上连接有第二伸缩杆(7)，所述第二伸缩杆(7)的伸缩段连接有转动块(8)，所述转动块(8)上连接有第三伸缩杆(9)，所述第三伸缩杆(9)的神缩端连接有摄像头(10)，所述摄像头(10)设置在模拟支护结构(11)的上方。
2.如权利要求1所述的一种岩土工程支护结构模型试验装置，其特征在于：所述箱体(1)的下方设置有底板(14)，所述底板(14)上均匀分布有多个支撑块(15)，所述支撑块(15)上连接有吸盘(16)，所述吸盘(16)设置在箱体(1)的底部。
3.如权利要求2所述的一种岩土工程支护结构模型试验装置，其特征在于：所述底板(14)上还设置有多个固定管(17)，所述固定管(17)出气口连通有气嘴(18)，进气口通过连接管(19)连接有风机(20)。
4.如权利要求2所述的一种岩土工程支护结构模型试验装置，其特征在于：所述箱体(1)和推板(2)上均连接有弧形板(4)，所述液压缸(5)的两端放置在弧形板(4)上，所述推板(2)沿箱体(1)的内腔底壁活动设置。
5.如权利要求2所述的一种岩土工程支护结构模型试验装置，其特征在于：所述模拟支护结构(11)为钢板桩，所述箱体(1)的左侧壁为不锈钢材质，其它四个侧壁为透明玻璃材质，所述箱体(1)的右侧壁上安装有两个透明固定框(13)。
6.如权利要求1至5任意一项权利要求所述的一种岩土工程支护结构模型试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将压力传感器(12)安装在模拟支护结构(11)上；
S2、将土壤(21)放进箱体1内，土壤(21)每增高300mm时，用锤压实，直到土壤(21)与箱体(1)的顶部齐平；
S3、将模拟支护结构(11)插入进土壤(21)里；
S4、将位于模拟支护结构(11)右侧的土壤(21)挖出部分，剩余部分土壤(21)的高度为300mm；
S5、通过第二伸缩杆(7)和第三伸缩杆(9)对摄像头(10)的位置进行调节，使摄像头(10)对准模拟支护结构(11)；
S6、启动液压缸(5)，使液压缸(5)的伸缩端推动推板(2)向右移动，进而推动土壤(21)，并对模拟支护结构(11)施加推力，再通过摄像头(10)观察模拟支护结构(11)的变化，并将数据记录下来，然后整理出模拟支护结构(11)应变数据图。
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| CN202310057613.8A CN116008089A (zh) | 2023-01-16 | 2023-01-16 | 一种岩土工程支护结构模型试验装置及试验方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116429582A (zh) * | 2023-06-13 | 2023-07-14 | 西安建工第五建筑集团有限公司 | 一种具有精确数据读取功能的安全和测试用仪器 |
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2023
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| CN116429582B (zh) * | 2023-06-13 | 2023-08-29 | 西安建工第五建筑集团有限公司 | 一种具有精确数据读取功能的安全和测试用仪器 |
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