CN116625858B - 一种岩土工程模拟实验装置 - Google Patents

一种岩土工程模拟实验装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种岩土工程模拟实验装置,包括底座,所述底座顶部的中间设有安装仓,所述安装仓顶部的两侧对称设有柔性垫板,两组所述柔性垫板的顶部之间设有第二连接仓,所述第二连接仓的底部设有下压板,所述下压板的底部设有第二触片,所述安装仓的顶部设有第一触片,所述安装仓的一端设有警报装置,所述第二连接仓的一侧设有第一伺服电机;本发明第一伺服电机、第二内螺纹套管、第一丝杆、第二伺服电机、第二丝杆和集料槽的配合下,在岩土模拟测试的过程中,能够对岩土的位置进行调整,进而根据岩土的大小和形状,将岩土调整至合适的位置进行测试,从而保证模拟实验的精确性,保证模拟实验能够有效的进行。

Description

一种岩土工程模拟实验装置
技术领域
本发明涉及岩土模拟实验技术领域,具体为一种岩土工程模拟实验装置。
背景技术
岩土体及地下结构经常同时受到静力荷载和动力荷载作用,例如铁路路基承受轨道及其土体自重等静荷载和高速列车经轨道传递的动荷载的作用,长期的静荷载引起岩土体发生流变变形,而间歇作用的动荷载则导致岩土体产生动力累积变形,充分认识岩土体材料的流变特性与动力变形特性是保证工程安全与稳定性的重要前提;
现有的岩土工程模拟实验装置,存在以下不足之处:
在岩土工程模拟的过程中,为了研究岩土的荷载需要利用到外界的岩土进行测试,在测试的过程中会将这些岩土放于测试的装置上进行压力测试,进而测出岩土最高能够承受的荷载,然后在测试的过程中,这些岩土经常会出现碎裂的情况发生,在岩土碎裂后还需要对这些岩土进行清理,才能再次对下一组岩土进行测试,但是正常进行清理需要耗费很长的时间,从而影响模拟的效率;
由于岩土的种类不同,继而导致不同岩土之间的荷载也不同,然后在对这些岩土进行荷载测试的过程中,岩土的荷载高于放置岩土装置的荷载时,在对这些岩土施加压力过后,放置岩土的平面可能会由于无法承受下压的压力而导致形变,从而对模拟的装置造成损坏,并且现有的装置无法很好的对这些下压的压力进行控制,从而影响岩土的模拟研究工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种岩土工程模拟实验装置,以解决上述背景技术中提出的问题:1、在测试的过程中,岩土经常会出现碎裂的情况,需要对这些岩土进行清理,才能再次对下一组岩土进行测试,这需要耗费很长的时间,影响模拟的效率;2、由于岩土的种类不同,在对这些岩土进行荷载测试的过程中,岩土的荷载高于放置岩土装置的荷载时,放置岩土的平面可能会由于无法承受下压的压力而导致形变,从而对模拟的装置造成损坏,影响岩土的模拟研究工作。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种岩土工程模拟实验装置,包括底座,所述底座顶部的中间设有安装仓,所述安装仓顶部的两侧对称设有柔性垫板,两组所述柔性垫板的顶部之间设有第二连接仓,所述第二连接仓的底部设有下压板,所述下压板的底部设有第二触片,所述安装仓的顶部设有第一触片,所述安装仓的一端设有警报装置,所述第二连接仓的一侧设有第一伺服电机,所述第一伺服电机的输出端设有第一丝杆,所述第一丝杆的外侧设有第二内螺纹套管,所述第二内螺纹套管的顶部设有第一连接仓,所述第一连接仓的一端设有第二伺服电机,所述第二伺服电机的输出端设有第二丝杆,所述第二丝杆的外侧设有第一内螺纹套管,所述第一内螺纹套管的顶部设有物料组件,所述底座的顶部设有安装架,所述安装架的顶部设有压合组件。
优选的,所述物料组件由底仓、转杆、转动块、第一内螺纹套管、驱动电机、放置槽、导料管、集料槽和入料槽组成,所述第一内螺纹套管的顶部设有底仓,所述底仓内部的一侧设有驱动电机,所述驱动电机的输出端设有集料槽,所述集料槽的外侧均匀设有多组转动块,所述底仓的顶部设有集料槽,所述集料槽的一侧设有导料管,所述集料槽的顶部设有放置槽,所述放置槽的内部设有入料槽。
优选的,所述压合组件由压板、移动杆、第二弹簧和顶板组成,所述安装架顶部的中间设有移动杆,所述移动杆的外侧设有第二弹簧,所述移动杆的底部设有压板,所述移动杆的顶部设有顶板。
优选的,所述第二伺服电机和第一伺服电机的外侧设有电机架,且第二伺服电机和第一伺服电机与电机架固定相连。
优选的,所述第二连接仓的内部设有导流板,且导流板呈斜面。
优选的,所述转杆的外侧设有U型板,且转动块位于U型板的外侧。
优选的,所述第二连接仓底部的两侧对称设有内套杆,所述底座顶部的两侧对称设有外套管,所述内套杆位于外套管的内部,所述内套杆的外侧设有第一弹簧。
优选的,所述柔性垫板由硬质橡胶结构制成,所述下压板的两侧由斜面结构制成,所述安装仓的顶部设有斜面槽,且下压板与安装仓相互适配。
优选的,所述第二连接仓和第二丝杆的顶部皆设有通槽,且第二内螺纹套管和第一内螺纹套管皆与通槽相互适配。
与现有技术相比,本发明提供了一种岩土工程模拟实验装置,具备以下有益效果:
1、本发明第一伺服电机、第二内螺纹套管、第一丝杆、第二伺服电机、第二丝杆和集料槽的配合下,在岩土模拟测试的过程中,能够对岩土的位置进行调整,进而根据岩土的大小和形状,将岩土调整至合适的位置进行测试,从而保证模拟实验的精确性,保证模拟实验能够有效的进行,同时通过导料管、集料槽、底仓、转杆、转动块和驱动电机的配合下,在一组岩土模拟测试的过程中,能进行一定的震动模拟,从而模拟震动过程中岩土的动载荷能力,保证模拟的多样性,同时在测试的过程中如果岩土碎裂后,利用这些震动还能使得这些碎裂的岩土进入到集料槽的内部进行收集,然后再通过导料管排出,使得后续无需在进行处理,保证模拟的便利性。
2、本发明通过柔性垫板、第一触片、警报装置、第二触片、下压板和安装仓的配合下,在模拟测试的过程中,能够对压力进行一定的控制,当对岩土施加的压力,操作装置本身的荷载时,能够自动对外界的工作人员进行提示,从而避免持续施加压力的过程中,导致实验装置出现损坏的情况发生,保证装置后续能长时间进行使用,同时也避免有时实验装置损坏,而出现意外的情况发生。
附图说明
图1为本发明的主视图;
图2为本发明的放置槽处的俯视图;
图3为本发明的第二连接仓处的俯视图;
图4为本发明的第一连接仓处的俯视图;
图5为本发明的放置槽处的主视剖视图;
图6为本发明的转杆处的主视图。
图中:1、底座;2、外套管;3、柔性垫板;4、第一触片;5、警报装置;6、第二触片;7、下压板;8、安装仓;9、第一弹簧;10、内套杆;11、安装架;12、第一连接仓;13、压板;14、移动杆;15、第二弹簧;16、顶板;17、放置槽;18、导料管;19、第二连接仓;20、集料槽;21、底仓;22、转杆;23、转动块;24、第一内螺纹套管;25、驱动电机;26、第二内螺纹套管;27、入料槽;28、第一丝杆;29、第一伺服电机;30、第二伺服电机;31、第二丝杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图6,本发明提供一种技术方案:一种岩土工程模拟实验装置,包括底座1,底座1顶部的中间设有安装仓8,安装仓8顶部的两侧对称设有柔性垫板3,两组柔性垫板3的顶部之间设有第二连接仓19,第二连接仓19的底部设有下压板7,下压板7的底部设有第二触片6,安装仓8的顶部设有第一触片4,安装仓8的一端设有警报装置5,第二连接仓19的一侧设有第一伺服电机29,第一伺服电机29的输出端设有第一丝杆28,第一丝杆28的外侧设有第二内螺纹套管26,第二内螺纹套管26的顶部设有第一连接仓12,第一连接仓12的一端设有第二伺服电机30,第二伺服电机30的输出端设有第二丝杆31,第二丝杆31的外侧设有第一内螺纹套管24,第一内螺纹套管24的顶部设有物料组件,底座1的顶部设有安装架11,安装架11的顶部设有压合组件。
作为本实施例的优选方案:物料组件由底仓21、转杆22、转动块23、第一内螺纹套管24、驱动电机25、放置槽17、导料管18、集料槽20和入料槽27组成,第一内螺纹套管24的顶部设有底仓21,底仓21内部的一侧设有驱动电机25,驱动电机25的输出端设有集料槽20,集料槽20的外侧均匀设有多组转动块23,底仓21的顶部设有集料槽20,集料槽20的一侧设有导料管18,集料槽20的顶部设有放置槽17,放置槽17的内部设有入料槽27,在一组岩土模拟测试的过程中,能进行一定的震动模拟,从而模拟震动过程中岩土的动载荷能力,保证模拟的多样性,同时在测试的过程中如果岩土碎裂后,利用这些震动还能使得这些碎裂的岩土进入到集料槽20的内部进行收集,然后再通过导料管18排出,使得后续无需在进行处理,保证模拟的便利性。
作为本实施例的优选方案:压合组件由压板13、移动杆14、第二弹簧15和顶板16组成,安装架11顶部的中间设有移动杆14,移动杆14的外侧设有第二弹簧15,移动杆14的底部设有压板13,移动杆14的顶部设有顶板16,方便后续对岩土施加压力。
作为本实施例的优选方案:第二伺服电机30和第一伺服电机29的外侧设有电机架,且第二伺服电机30和第一伺服电机29与电机架固定相连,保证第二伺服电机30和第一伺服电机29的固定状态,防止其偏移。
作为本实施例的优选方案:第二连接仓19的内部设有导流板,且导流板呈斜面,进行导流。
作为本实施例的优选方案:转杆22的外侧设有U型板,且转动块23位于U型板的外侧,在旋转的过程中能带动转动块23进行摆动,从而产生震动力。
作为本实施例的优选方案:第二连接仓19底部的两侧对称设有内套杆10,底座1顶部的两侧对称设有外套管2,内套杆10位于外套管2的内部,内套杆10的外侧设有第一弹簧9,保证稳定性。
作为本实施例的优选方案:柔性垫板3由硬质橡胶结构制成,使得柔性垫板3具有一定的弹性,下压板7的两侧由斜面结构制成,安装仓8的顶部设有斜面槽,且下压板7与安装仓8相互适配,方便进行适配。
作为本实施例的优选方案:第二连接仓19和第二丝杆31的顶部皆设有通槽,且第二内螺纹套管26和第一内螺纹套管24皆与通槽相互适配,能使得第二连接仓19和第二丝杆31沿着通槽延伸出外部。
实施例1,如图1-图6所示,在进行岩土模拟测试的过程中,首先将岩土放于放置槽17的顶部,然后启动第一伺服电机29和第二伺服电机30,第一伺服电机29和第二伺服电机30在启动的过程中分别带动第一丝杆28和第二丝杆31进行旋转,当第一丝杆28在旋转的过程中带动第二内螺纹套管26和第一连接仓12进行移动,从而调整岩土左右的位置,当第二丝杆31在旋转的过程中带动第一内螺纹套管24、底仓21、第二连接仓19和放置槽17进行移动,进而调整岩土前后的位置,从而模拟过程中的岩土,能调节至更好的模拟位置,当岩土的位置调整完成后启动外部的下压装置,然后对顶板16施加压力,然后顶板16带动移动杆14和压板13进行下移,同时使得第二弹簧15进行压缩,然后压板13在下移的过程中对岩土施加压力,进而对岩土的荷载进行模拟实验,如果对岩土施加的压力超过装置的载荷时,此时第二连接仓19受到的压力传递至柔性垫板3处,使得柔性垫板3处出现一定的形变,然后在柔性垫板3形变的过程中带动下压板7进行下移,下压板7在下移到指定位置处后带动第二触片6与第一触片4进行接触,从而接通警报装置5的电路,当警报装置5的电路被接通后警报装置5发出亮光并进行警报,从而提醒工作人员进行处理。
实施例2,如图1-图6所示,然后需要测试震动环境时,首先启动底仓21,然后底仓21带动转杆22和第二伺服电机30进行旋转,高速的旋转过程中,通过摆动的作用力下,带动底仓21、集料槽20和放置槽17进行持续的震动,然后在震动的过程中带动放置槽17内部的岩土进行震动,从而提高震动的环境,方便对岩土进行测试,当测试的过程中岩土出现碎裂后,通过这些震动力的影响下,带动这些碎裂的岩土进入到入料槽27处,然后沿着入料槽27再进入至集料槽20的内部,最后再从导料管18排至外部进行收集,从而方便后续对这些碎裂的岩土进行集中处理。
工作原理:在进行岩土模拟测试的过程中,首先将岩土放于放置槽17的顶部,然后启动第一伺服电机29和第二伺服电机30,第一伺服电机29和第二伺服电机30在启动的过程中分别带动第一丝杆28和第二丝杆31进行旋转,当第一丝杆28在旋转的过程中带动第二内螺纹套管26和第一连接仓12进行移动,从而调整岩土左右的位置,当第二丝杆31在旋转的过程中带动第一内螺纹套管24、底仓21、第二连接仓19和放置槽17进行移动,进而调整岩土前后的位置,从而模拟过程中的岩土,能调节至更好的模拟位置,当岩土的位置调整完成后启动外部的下压装置,然后对顶板16施加压力,然后顶板16带动移动杆14和压板13进行下移,同时使得第二弹簧15进行压缩,然后压板13在下移的过程中对岩土施加压力,进而对岩土的荷载进行模拟实验,如果对岩土施加的压力超过装置的载荷时,此时第二连接仓19受到的压力传递至柔性垫板3处,使得柔性垫板3处出现一定的形变,然后在柔性垫板3形变的过程中带动下压板7进行下移,下压板7在下移到指定位置处后带动第二触片6与第一触片4进行接触,从而接通警报装置5的电路,当警报装置5的电路被接通后警报装置5发出亮光并进行警报,从而提醒工作人员进行处理;
然后需要测试震动环境时,首先启动底仓21,然后底仓21带动转杆22和第二伺服电机30进行旋转,高速的旋转过程中,通过摆动的作用力下,带动底仓21、集料槽20和放置槽17进行持续的震动,然后在震动的过程中带动放置槽17内部的岩土进行震动,从而提高震动的环境,方便对岩土进行测试,当测试的过程中岩土出现碎裂后,通过这些震动力的影响下,带动这些碎裂的岩土进入到入料槽27处,然后沿着入料槽27再进入至集料槽20的内部,最后再从导料管18排至外部进行收集,从而方便后续对这些碎裂的岩土进行集中处理。
最后应当说明的是,以上内容仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换,均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一种岩土工程模拟实验装置,包括底座(1),其特征在于:所述底座(1)顶部的中间设有安装仓(8),所述安装仓(8)顶部的两侧对称设有柔性垫板(3),两组所述柔性垫板(3)的顶部之间设有第二连接仓(19),所述第二连接仓(19)的底部设有下压板(7),所述下压板(7)的底部设有第二触片(6),所述安装仓(8)的顶部设有第一触片(4),所述安装仓(8)的一端设有警报装置(5),所述第二连接仓(19)的一侧设有第一伺服电机(29),所述第一伺服电机(29)的输出端设有第一丝杆(28),所述第一丝杆(28)的外侧设有第二内螺纹套管(26),所述第二内螺纹套管(26)的顶部设有第一连接仓(12),所述第一连接仓(12)的一端设有第二伺服电机(30),所述第二伺服电机(30)的输出端设有第二丝杆(31),所述第二丝杆(31)的外侧设有第一内螺纹套管(24),所述第一内螺纹套管(24)的顶部设有物料组件,所述底座(1)的顶部设有安装架(11),所述安装架(11)的顶部设有压合组件;所述物料组件由底仓(21)、转杆(22)、转动块(23)、第一内螺纹套管(24)、驱动电机(25)、放置槽(17)、导料管(18)、集料槽(20)和入料槽(27)组成,所述第一内螺纹套管(24)的顶部设有底仓(21),所述底仓(21)内部的一侧设有驱动电机(25),所述驱动电机(25)的输出端设有集料槽(20),所述集料槽(20)的外侧均匀设有多组转动块(23),所述底仓(21)的顶部设有集料槽(20),所述集料槽(20)的一侧设有导料管(18),所述集料槽(20)的顶部设有放置槽(17),所述放置槽(17)的内部设有入料槽(27);所述第二连接仓(19)的内部设有导流板,且导流板呈斜面;所述转杆(22)的外侧设有U型板,且转动块(23)位于U型板的外侧;所述第二连接仓(19)底部的两侧对称设有内套杆(10),所述底座(1)顶部的两侧对称设有外套管(2),所述内套杆(10)位于外套管(2)的内部,所述内套杆(10)的外侧设有第一弹簧(9)。
2.根据权利要求1所述的一种岩土工程模拟实验装置,其特征在于:所述压合组件由压板(13)、移动杆(14)、第二弹簧(15)和顶板(16)组成,所述安装架(11)顶部的中间设有移动杆(14),所述移动杆(14)的外侧设有第二弹簧(15),所述移动杆(14)的底部设有压板(13),所述移动杆(14)的顶部设有顶板(16)。
3.根据权利要求1所述的一种岩土工程模拟实验装置,其特征在于:所述第二伺服电机(30)和第一伺服电机(29)的外侧设有电机架,且第二伺服电机(30)和第一伺服电机(29)与电机架固定相连。
4.根据权利要求1所述的一种岩土工程模拟实验装置,其特征在于:所述柔性垫板(3)由硬质橡胶结构制成,所述下压板(7)的两侧由斜面结构制成,所述安装仓(8)的顶部设有斜面槽,且下压板(7)与安装仓(8)相互适配。
5.根据权利要求1所述的一种岩土工程模拟实验装置,其特征在于:所述第二连接仓(19)和第二丝杆(31)的顶部皆设有通槽,且第二内螺纹套管(26)和第一内螺纹套管(24)皆与通槽相互适配。
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