CN210513954U - 一种模型尺寸可调和双向加载可控的相似试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种模型尺寸可调和双向加载可控的相似试验装置。其底座(1)的上平板固定的千斤顶安装架(2)是由左支撑架(9)和右支撑架(18)的上端与上固定架(12)固定而成；加载系统(3)的结构是右加载板(30)通过竖向连接板(32)与上加载板(27)连接，左挡板(22)的上端通过水平连接板(25)与上加载板(27)连接；右支撑架(18)的水平液压千斤顶(20)的工作端与右加载板(30)连接，上固定架(12)的竖直液压千斤顶(14)与千斤顶安装板(11)固定连接，千斤顶安装板(11)下平面固定的条形滑块(10)活动地装在水平导轨(29)上。该相似模型浇筑空间尺寸可调节和荷载施加可控。

Description

一种模型尺寸可调和双向加载可控的相似试验装置

技术领域

本实用新型属于相似模拟试验装置技术领域。具体涉及一种模型尺寸可调和双向加载可控的相似试验装置。

背景技术

物理相似试验是一种应用广泛、形象直观的岩土工程研究方法。基于相似原理将现实岩土工程的几何尺寸、物理力学参数和载荷按一定比例缩小，配制对应的相似材料并浇筑成相似试验模型，施加相应的载荷条件，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，对于不同尺寸规模或相似比的工程体，其对应的相似模型尺寸差异较大，试验需要不同尺寸的相似模拟试验装置。

“相似模拟试验架的加载装置”(CN201520667655.4)、“相似模拟实验架加载装置”(ZL200920032332.2)和“一种相似模拟实验架的加载装置”(CN201310605415.7)三种专利技术通过张紧机构、加载螺杆、加载弹簧及水仓等结构对相似模型施加竖向荷载，水平荷载由试验装置侧板对模型的水平侧向约束作用提供，不能还原真实的地应力环境，且装置不能调节相似模型的浇筑尺寸。“一种可加载相似模拟试验装置及其使用方法”(CN201610002446.7)、“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)和“地下工程模型试验三维加载导向框装置”(CN200910014636.0)三种专利技术实现了大型相似模型的二维和三维可控加载，但装置不能实现调节相似模型的浇筑尺寸，难以适应不同规模的试验需要，且制造成本昂贵，试验操作复杂，难以推广应用。

综合以上分析表明，现有相似试验装置存在相似模型浇筑尺寸调节困难，水平和竖向荷载施加不可控，装置制造成本高，操作复杂且难以推广的问题。

发明内容

本实用新型旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种相似模型浇筑尺寸可调节和荷载施加可控的模型尺寸可调和双向加载可控的相似试验装置。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

所述相似试验装置由底座、千斤顶安装架、加载系统、后侧挡板和前侧挡板组成。

所述底座由万向轮、调节螺栓和底座箱体构成。所述底座箱体是由下平板、左侧板、右侧板、前侧板、后侧板和上平板连接成的箱体结构。靠近上平板左侧设有条形孔，条形孔沿前后方向设置，前侧板和后侧板对称地固定在下平板上，前侧板和后侧板位于条形孔对应的前端和后端。前侧板和后侧板的两端对应地固定有左侧板和右侧板，四个侧板的上端固定有上平板；左侧板和右侧板的外侧分别均匀地固定有3块三角形固定块，三角形固定块均与下平板固定连接。

下平板的宽度、上平板的宽度、左侧板的宽度和右侧板的宽度相等，下平板的长度等于上平板长度与(160～200mm)之和，条形孔的长度b1为下平板的宽度的(0.4～0.6)倍。在底板的左侧和右侧对称地设有2个调节螺栓，在靠近下平板的下平面四角处对称地设有万向轮。

在底座的上平板固定有千斤顶安装架。

所述千斤顶安装架包括左支撑架、上固定架和右支撑架。左支撑架的高度和宽度b0与右支撑架的高度和宽度b0相等，左支撑架和右支撑架的下端对称地固定在底座的上平板上，左支撑架和右支撑架的上端与上固定架固定连接。

左支撑架包括两根立柱、上横板和下挡板。两根立柱的上端与上横板固定连接，两根立柱的下部与下挡板固定连接，下挡板底部的两侧固定有三角形固定块；两根立柱的横截面为矩形，两根立柱的内侧沿竖直方向对称地开有导槽，两根立柱的外侧面均匀地设有螺孔；两个三角形固定块和两个立柱下端固定在底座的上平板上，两根立柱的导槽与底座的上平板的条形孔在水平面的投影重合。

右支撑架包括上导柱、右矩形安装板、水平液压千斤顶和下导柱。右矩形安装板的上部和下部对应地开有上导柱孔和下导柱孔，上导柱和下导柱穿过各自对应的上导柱孔和下导柱孔，上导柱和下导柱通过各自的直线轴承安装在右矩形安装板的右侧面。右矩形安装板的中间位置靠下处开有水平液压千斤顶孔，水平液压千斤顶的工作端穿过水平液压千斤顶孔，水平液压千斤顶的壳体与右矩形安装板的右侧面固定连接。水平液压千斤顶孔、上导柱孔和下导柱孔的孔心连线与右矩形安装板的中心线重合，右矩形安装板的前后两个侧面均匀地设有螺孔。

上固定架包括2个条形滑块、千斤顶安装板、左导柱、竖直液压千斤顶、右导柱和上矩形安装板。靠近上矩形安装板的左边自左向右依次开有左导柱孔、竖直液压千斤顶孔和右导柱孔，左导柱和右导柱穿过各自对应的左导柱孔和右导柱孔，左导柱和右导柱通过各自的直线轴承安装在上矩形安装板的上平面。竖直液压千斤顶的工作端穿过竖直液压千斤顶孔，竖直液压千斤顶的壳体与上矩形安装板的上平面固定连接；竖直液压千斤顶孔、左导柱孔和右导柱孔的孔心连线与上矩形安装板的中心线重合。

竖直液压千斤顶通过千斤顶连接块与千斤顶安装板的上平面固定连接，左导柱和右导柱分别通过各自的导柱固定座与千斤顶安装板的上平面固定连接，千斤顶安装板的下平面对称的固定有条形滑块，条形滑块(10)沿左右方向设置。

所述加载系统包括左挡板、水平连接板、上加载板、右加载板和竖向连接板。

右加载板包括2个竖向滑块、2个竖向导轨、右矩形加载板和支撑轮；右矩形加载板右侧面下端的两侧装有支撑轮，右矩形加载板右侧面上部的两侧对称地装有竖向导轨，每个竖向导轨活动地装有竖向滑块。

竖向连接板截面为腰和腿构成的槽形，竖向连接板的腰部与竖向滑块固定连接，竖向连接板的腿部对称地设有水平条形孔。

水平液压千斤顶的工作端通过千斤顶连接块沿水平方向固定在右矩形加载板的右侧面，上导柱和下导柱通过各自的导柱固定座沿水平方向分别固定在右矩形加载板的右侧面。

上加载板包括上矩形加载板、2个水平滑块和2个水平导轨。上矩形加载板的上平面对称地装有水平导轨，2个水平导轨沿左右方向设置，2个水平导轨分别装有水平滑块。水平连接板截面为腰和腿构成的槽形，水平连接板的腰部与水平滑块固定连接，水平连接板的腿部对称地设有通孔；上固定架的2个条形滑块活动地安装在上加载板的对应的水平导轨上。

上矩形加载板右端的两侧分别设有螺孔，上矩形加载板右端的螺孔通过螺栓与竖向连接板腿部的水平条形孔连接。

左挡板包括左矩形挡板和滑板连接块。左矩形挡板的上端设有螺孔，左矩形挡板活动地装入左支撑架的立柱的导槽内。滑板连接块为矩形凸台，矩形凸台由长矩形块和短矩形板构成的“凸”字状整体，长矩形块和短矩形板宽度相等，长矩形块的厚度为短矩形板厚度的2～3倍，短矩形板的长度与上矩形加载板的宽度相等，长矩形块的长度等于左挡板的宽度b1。滑板连接块的短矩形板侧面设有竖向条形通孔，在长矩形块的两端端面设有螺孔；左矩形挡板与滑板连接块的竖向条形通孔通过螺栓连接，滑板连接块与水平连接板的腿部通过螺栓连接。

所述后侧挡板为条形板和两端为“L”状的直角折板组成的整体，条形板和两端为“L”状的直角折板的宽度相等，后侧挡板的两个平行侧面间的距离b3等于右支撑架的宽度b0与右矩形加载板的宽度b2之差的0.5倍。

前侧挡板与后侧挡板的结构相同。

所述左矩形挡板的宽度b1与条形孔的长度b1相同。

所述右矩形加载板的宽度b2为右矩形加载板长度的0.3～0.35倍，上矩形加载板的宽度与右矩形加载板的宽度b2差为5～8mm。

本装置的使用方法是：

步骤一、调节相似模型浇筑空间

通过调整滑板连接块竖向条形孔内的螺栓使左矩形挡板的上端与上矩形加载板的下平面间的距离为5～8mm，再通过调整竖向连接板水平条形孔内的螺栓使上矩形加载板的右端与右矩形加载板的左侧面间的距离为5～8mm。然后开启水平液压千斤顶推动右矩形加载板向左移动，直至右矩形加载板的左侧面和左矩形挡板右侧面间的距离为600～650mm(需要浇筑的相似模型长度)。最后在本装置的左支撑架和右支撑架的前侧安装2～3块前侧挡板，同时在左支撑架和右支撑架的后侧安装2～3块后侧挡板，构成第一次相似模型浇筑空间。

步骤二、制备相似模型

先向第一次相似模型浇筑空间浇筑相似材料，再于本装置的左支撑架和右支撑架的前侧安装2～3块前侧挡板，同时在左支撑架和右支撑架的后侧安装2～3块后侧挡板，构成第二次相似模型浇筑空间，然后向第二次相似模型浇筑空间浇筑相似材料；

……；

直至浇注的相似材料的高度为600mm，停止相似材料的浇筑。

然后开启竖直液压千斤顶推动上矩形加载板向下移动，直至上矩形加载板的下平面与相似模型接触，养护相似模型。

步骤三、对模型施加竖向和水平方向荷载

相似模型养护完成后，拆除前侧挡板和后侧挡板，拧开连接滑板连接块和竖向连接板的螺栓。再启动竖直液压千斤顶通过上矩形加载板对相似模型施加设定的竖向荷载，同时启动水平液压千斤顶通过右矩形加载板对相似模型施加设定水平荷载。然后在相似模型几何中心开挖直径为120mm的圆形孔以模拟单一巷道，在所述单一巷道内布置有关监测设备，以便后续开展相似模型及巷道在复杂荷载作用下的变形破坏研究。

由于采用上述技术方案，本实用新型与现有技术相比具有如下积极效果：

(1)本实用新型通过左挡板、上加载板和右加载板三者间的相对运动，实现了相似模型浇筑空间的尺寸可调节，提高了装置对不同尺寸相似模型的适用性。

(2)本实用新型利用水平液压千斤顶和竖直液压千斤顶分别对右矩形加载板和上矩形加载板施加荷载，实现了竖向和水平荷载的可控施加，更加科学合理的还原了地下岩体的复杂应力环境。

(3)本实用新型通过调整滑板连接块竖向条形孔内的螺栓使左矩形挡板与上矩形加载板间有预留加载空间；通过调整竖向连接板水平条形孔内的螺栓使上矩形加载板与右矩形加载板间有预留加载空间，避免了加载过程中加载板间的刚性作用。

因此，本实用新型具有相似模型浇筑空间尺寸可调节和荷载施加可控的特点。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图；

图2为图1中底座1的结构示意图；

图3为图2的A-A剖面示意图；

图4为图1中千斤顶支撑架2的结构示意图；

图5为图4的B-B剖面放大示意图；

图6为图1中加载系统3的结构示意图；

图7为图6中滑板连接块24的结构放大示意图；

图8为图1中前侧挡板5的结构放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。

实施例1

一种模型尺寸可调和双向加载可控的相似试验装置。所述相似试验装置如图1所示，由底座1、千斤顶安装架2、加载系统3、后侧挡板4和前侧挡板5组成。

如图2所示，所述底座1由万向轮6、调节螺栓7和底座箱体8构成。所述底座箱体8是由下平板、左侧板、右侧板、前侧板、后侧板和上平板连接成的箱体结构。靠近上平板左侧设有条形孔，条形孔沿前后方向设置；前侧板和后侧板对称地固定在下平板上，前侧板和后侧板位于条形孔对应的前端和后端。前侧板和后侧板的两端对应地固定有左侧板和右侧板，四个侧板的上端固定有上平板；左侧板和右侧板的外侧分别均匀地固定有3块三角形固定块，三角形固定块均与下平板固定连接。

如图2和图3所示，下平板的宽度、上平板的宽度、左侧板的宽度和右侧板的宽度相等，下平板的长度等于上平板长度与160～180mm之和，条形孔的长度b1为下平板的宽度的0.4～0.5倍。在底板的左侧和右侧对称地设有2个调节螺栓7，在靠近下平板的下平面四角处对称地设有万向轮6。

如图1所示，在底座1的上平板固定有千斤顶安装架2。

如图4所示，所述千斤顶安装架2包括左支撑架9、上固定架12和右支撑架18。左支撑架9的高度和宽度与右支撑架18的高度和宽度相等，左支撑架9和右支撑架18的下端对称地固定在底座1的上平板上，左支撑架9和右支撑架18的上端与上固定架12固定连接。

如图4所示，左支撑架9包括两根立柱、上横板和下挡板。两根立柱的上端与上横板固定连接，两根立柱的下部与下挡板固定连接，下挡板底部的两侧固定有三角形固定块。如图5所示，两根立柱的横截面为矩形，两根立柱的内侧沿竖直方向对称地开有导槽。如图4所示，两根立柱的外侧面均匀地设有螺孔，两个三角形固定块和两个立柱下端固定在底座1的上平板上，两根立柱的导槽与底座1的上平板的条形孔在水平面的投影重合。

如图4所示，右支撑架18包括上导柱17、右矩形安装板19、水平液压千斤顶20和下导柱21。右矩形安装板19的上部和下部对应地开有上导柱孔和下导柱孔，上导柱17和下导柱21穿过各自对应的上导柱孔和下导柱孔，上导柱17和下导柱21通过各自的直线轴承安装在右矩形安装板19的右侧面。右矩形安装板19的中间位置靠下处开有水平液压千斤顶孔，水平液压千斤顶20的工作端穿过水平液压千斤顶孔，水平液压千斤顶20的壳体与右矩形安装板19的右侧面固定连接。水平液压千斤顶孔、上导柱孔和下导柱孔的孔心连线与右矩形安装板19的中心线重合，右矩形安装板19的前后两个侧面均匀地设有螺孔。

如图4所示，上固定架12包括2个条形滑块10、千斤顶安装板11、左导柱13、竖直液压千斤顶14、右导柱15和上矩形安装板16。靠近上矩形安装板16的左边自左向右依次开有左导柱孔、竖直液压千斤顶孔和右导柱孔，左导柱13和右导柱15穿过各自对应的左导柱孔和右导柱孔，左导柱13和右导柱15通过各自的直线轴承安装在上矩形安装板16的上平面。竖直液压千斤顶14的工作端穿过竖直液压千斤顶孔，竖直液压千斤顶14的壳体与上矩形安装板16的上平面固定连接；竖直液压千斤顶孔、左导柱孔和右导柱孔的孔心连线与上矩形安装板16的中心线重合。

如图4所示，竖直液压千斤顶14通过千斤顶连接块与千斤顶安装板11的上平面固定连接，左导柱13和右导柱15分别通过各自的导柱固定座与千斤顶安装板11的上平面固定连接，千斤顶安装板11的下平面对称的固定有条形滑块10，条形滑块10沿左右方向设置。

如图6所示，所述加载系统3包括左挡板22、水平连接板25、上加载板27、右加载板30和竖向连接板32。如图6所示，右加载板30包括2个竖向滑块31、2个竖向导轨33、右矩形加载板34和支撑轮35；右矩形加载板34右侧面下端的两侧装有支撑轮35，右矩形加载板34右侧面上部的两侧对称地装有竖向导轨33，每个竖向导轨33活动地装有竖向滑块31。

如图6所示，竖向连接板32截面为腰和腿构成的槽形，竖向连接板32的腰部与竖向滑块31固定连接，竖向连接板32的腿部对称地设有水平条形孔。

如图1、图4和图6所示，水平液压千斤顶20的工作端通过千斤顶连接块沿水平方向固定在右矩形加载板34的右侧面，上导柱17和下导柱21通过各自的导柱固定座沿水平方向分别固定在右矩形加载板34的右侧面。

如图6所示，上加载板27包括上矩形加载板26、2个水平滑块28和2个水平导轨29。上矩形加载板26的上平面对称地装有水平导轨29，2个水平导轨29沿左右方向设置，2个水平导轨29分别装有水平滑块28。水平连接板25截面为腰和腿构成的槽形，水平连接板25的腰部与水平滑块28固定连接，水平连接板25的腿部对称地设有通孔；上固定架12的2个条形滑块10活动地安装在上加载板27的对应的水平导轨29上。

如图6所示，上矩形加载板26右端的两侧分别设有螺孔，上矩形加载板26右端的螺孔通过螺栓与竖向连接板32腿部的水平条形孔连接。

如图6所示，左挡板22包括左矩形挡板23和滑板连接块24。左矩形挡板23的上端设有螺孔。如图1、图4和图6所示，左矩形挡板23活动地装入左支撑架9的立柱的导槽内。如图7所示，滑板连接块24为矩形凸台，矩形凸台由长矩形块和短矩形板构成的“凸”字状整体，长矩形块和短矩形板宽度相等，长矩形块的厚度为短矩形板厚度的2～3倍，短矩形板的长度与上矩形加载板26的宽度相等，长矩形块的长度等于左挡板22的宽度b1。滑板连接块24的短矩形板侧面设有竖向条形通孔，在长矩形块的两端端面设有螺孔。如图6所示，左矩形挡板23与滑板连接块24的竖向条形通孔通过螺栓连接，滑板连接块24与水平连接板25的腿部通过螺栓连接。

如图8所示，所述后侧挡板4为条形板和两端为“L”状的直角折板组成的整体，条形板和两端为“L”状的直角折板的宽度相等，后侧挡板4的两个平行侧面间的距离b3等于右支撑架18的宽度b0与右矩形加载板34的宽度b2之差的0.5倍。

如图1所示，前侧挡板5与后侧挡板4的结构相同。

如图1、图2、图3、图5和图6所示，所述左矩形挡板23的宽度b1与条形孔的长度b1相同。

如图6所示，所述右矩形加载板34的宽度b2为右矩形加载板34长度的0.3～0.33倍，上矩形加载板26的宽度与右矩形加载板34的宽度b2差为5～7mm。

实施例2

一种模型尺寸可调和双向加载可控的相似试验装置。除下述技术参数外，其余与实施例1相同：

如图2和图3所示，下平板的宽度、上平板的宽度、左侧板的宽度和右侧板的宽度相等，下平板的长度等于上平板长度与180～200mm之和，条形孔的长度b1为下平板的宽度的0.5～0.62倍。

如图6所示，所述右矩形加载板34的宽度b2为右矩形加载板34长度的0.32～0.35倍，上矩形加载板26的宽度与右矩形加载板34的宽度b2差为6～8mm。

本装置的使用方法是：

步骤一、调节相似模型浇筑空间

通过调整滑板连接块24竖向条形孔内的螺栓使左矩形挡板23的上端与上矩形加载板26的下平面间的距离为5～8mm，再通过调整竖向连接板32水平条形孔内的螺栓使上矩形加载板26的右端与右矩形加载板34的左侧面间的距离为5～8mm。然后开启水平液压千斤顶20推动右矩形加载板34向左移动，直至右矩形加载板34的左侧面和左矩形挡板23右侧面间的距离为600～650mm需要浇筑的相似模型长度。最后在本装置的左支撑架9和右支撑架18的前侧安装2～3块前侧挡板5，同时在左支撑架9和右支撑架18的后侧安装2～3块后侧挡板4，构成第一次相似模型浇筑空间。

步骤二、制备相似模型

先向第一次相似模型浇筑空间浇筑相似材料，再于本装置的左支撑架9和右支撑架18的前侧安装2～3块前侧挡板5，同时在左支撑架9和右支撑架18的后侧安装2～3块后侧挡板4，构成第二次相似模型浇筑空间，然后向第二次相似模型浇筑空间浇筑相似材料；

……；

直至浇注的相似材料的高度为600mm，停止相似材料的浇筑。

然后开启竖直液压千斤顶14推动上矩形加载板26向下移动，直至上矩形加载板26的下平面与相似模型接触，养护相似模型。

步骤三、对模型施加竖向和水平方向荷载

相似模型养护完成后，拆除前侧挡板5和后侧挡板4，拧开连接滑板连接块24和竖向连接板32的螺栓。再启动竖直液压千斤顶14通过上矩形加载板26对相似模型施加设定的竖向荷载，同时启动水平液压千斤顶20通过右矩形加载板34对相似模型施加设定水平荷载。然后在相似模型几何中心开挖直径为120mm的圆形孔以模拟单一巷道，在所述单一巷道内布置有关监测设备，以便后续开展相似模型及巷道在复杂荷载作用下的变形破坏研究。

本具体实施方式与现有技术相比具有如下积极效果：

1、本具体实施方式通过左挡板22、上加载板27和右加载板30三者间的相对运动，实现了相似模型浇筑空间的尺寸可调节，提高了装置对不同尺寸相似模型的适用性。

2、本具体实施方式利用水平液压千斤顶20和竖直液压千斤顶14分别对右矩形加载板34和上矩形加载板26施加荷载，实现了竖向和水平荷载的可控施加，更加科学合理的还原了地下岩体的复杂应力环境。

3、本具体实施方式通过调整滑板连接块24竖向条形孔内的螺栓使左矩形挡板23与上矩形加载板26间有预留加载空间；通过调整竖向连接板32水平条形孔内的螺栓使上矩形加载板26与右矩形加载板34间有预留加载空间，避免了加载过程中加载板间的刚性作用。

因此，本具体实施方式具有相似模型浇筑空间尺寸可调节和荷载施加可控的特点。

Claims (3)

1.一种模型尺寸可调和双向加载可控的相似试验装置，其特征在于所述相似试验装置由底座(1)、千斤顶安装架(2)、加载系统(3)、后侧挡板(4)和前侧挡板(5)组成；

所述底座(1)由万向轮(6)、调节螺栓(7)和底座箱体(8)构成；所述底座箱体(8)是由下平板、左侧板、右侧板、前侧板、后侧板和上平板连接成的箱体结构，靠近上平板左侧设有条形孔，条形孔沿前后方向设置，前侧板和后侧板对称地固定在下平板上，前侧板和后侧板位于条形孔对应的前端和后端；前侧板和后侧板的两端对应地固定有左侧板和右侧板，四个侧板的上端固定有上平板；左侧板和右侧板的外侧分别均匀地固定有3块三角形固定块，三角形固定块均与下平板固定连接；

下平板的宽度、上平板的宽度、左侧板的宽度和右侧板的宽度相等，下平板的长度等于上平板长度与160～200mm之和，条形孔的长度b1为下平板的宽度的0.4～0.6倍；在底板的左侧和右侧对称地设有2个调节螺栓(7)，在靠近下平板的下平面四角处对称地设有万向轮(6)；

在底座(1)的上平板固定有千斤顶安装架(2)；

所述千斤顶安装架(2)包括左支撑架(9)、上固定架(12)和右支撑架(18)；左支撑架(9)的高度和宽度b0与右支撑架(18)的高度和宽度b0相等，左支撑架(9)和右支撑架(18)的下端对称地固定在底座(1)的上平板上，左支撑架(9)和右支撑架(18)的上端与上固定架(12)固定连接；

左支撑架(9)包括两根立柱、上横板和下挡板；两根立柱的上端与上横板固定连接，两根立柱的下部与下挡板固定连接，下挡板底部的两侧固定有三角形固定块；两根立柱的横截面为矩形，两根立柱的内侧沿竖直方向对称地开有导槽，两根立柱的外侧面均匀地设有螺孔；两个三角形固定块和两个立柱下端固定在底座(1)的上平板上，两根立柱的导槽与底座(1)的上平板的条形孔在水平面的投影重合；

右支撑架(18)包括上导柱(17)、右矩形安装板(19)、水平液压千斤顶(20)和下导柱(21)；右矩形安装板(19)的上部和下部对应地开有上导柱孔和下导柱孔，上导柱(17)和下导柱(21)穿过各自对应的上导柱孔和下导柱孔，上导柱(17)和下导柱(21)通过各自的直线轴承安装在右矩形安装板(19)的右侧面；右矩形安装板(19)的中间位置靠下处开有水平液压千斤顶孔，水平液压千斤顶(20)的工作端穿过水平液压千斤顶孔，水平液压千斤顶(20)的壳体与右矩形安装板(19)的右侧面固定连接；水平液压千斤顶孔、上导柱孔和下导柱孔的孔心连线与右矩形安装板(19)的中心线重合，右矩形安装板(19)的前后两个侧面均匀地设有螺孔；

上固定架(12)包括2个条形滑块(10)、千斤顶安装板(11)、左导柱(13)、竖直液压千斤顶(14)、右导柱(15)和上矩形安装板(16)；靠近上矩形安装板(16)的左边自左向右依次开有左导柱孔、竖直液压千斤顶孔和右导柱孔，左导柱(13)和右导柱(15)穿过各自对应的左导柱孔和右导柱孔，左导柱(13)和右导柱(15)通过各自的直线轴承安装在上矩形安装板(16)的上平面；竖直液压千斤顶(14)的工作端穿过竖直液压千斤顶孔，竖直液压千斤顶(14)的壳体与上矩形安装板(16)的上平面固定连接；竖直液压千斤顶孔、左导柱孔和右导柱孔的孔心连线与上矩形安装板(16)的中心线重合；

竖直液压千斤顶(14)通过千斤顶连接块与千斤顶安装板(11)的上平面固定连接，左导柱(13)和右导柱(15)分别通过各自的导柱固定座与千斤顶安装板(11)的上平面固定连接，千斤顶安装板(11)的下平面对称的固定有条形滑块(10)，条形滑块(10)沿左右方向设置；

所述加载系统(3)包括左挡板(22)、水平连接板(25)、上加载板(27)、右加载板(30)和竖向连接板(32)；右加载板(30)包括2个竖向滑块(31)、2个竖向导轨(33)、右矩形加载板(34)和支撑轮(35)；右矩形加载板(34)右侧面下端的两侧装有支撑轮(35)，右矩形加载板(34)右侧面上部的两侧对称地装有竖向导轨(33)，每个竖向导轨(33)活动地装有竖向滑块(31)；

竖向连接板(32)截面为腰和腿构成的槽形，竖向连接板(32)的腰部与竖向滑块(31)固定连接，竖向连接板(32)的腿部对称地设有水平条形孔；

水平液压千斤顶(20)的工作端通过千斤顶连接块沿水平方向固定在右矩形加载板(34)的右侧面，上导柱(17)和下导柱(21)通过各自的导柱固定座沿水平方向分别固定在右矩形加载板(34)的右侧面；

上加载板(27)包括上矩形加载板(26)、2个水平滑块(28)和2个水平导轨(29)；上矩形加载板(26)的上平面对称地装有水平导轨(29)，2个水平导轨(29)沿左右方向设置，2个水平导轨(29)分别装有水平滑块(28)；水平连接板(25)截面为腰和腿构成的槽形，水平连接板(25)的腰部与水平滑块(28)固定连接，水平连接板(25)的腿部对称地设有通孔；上固定架(12)的2个条形滑块(10)活动地安装在上加载板(27)的对应的水平导轨(29)上；

上矩形加载板(26)右端的两侧分别设有螺孔，上矩形加载板(26)右端的螺孔通过螺栓与竖向连接板(32)腿部的水平条形孔连接；

左挡板(22)包括左矩形挡板(23)和滑板连接块(24)；左矩形挡板(23)的上端设有螺孔，左矩形挡板(23)活动地装入左支撑架(9)的立柱的导槽内；滑板连接块(24)为矩形凸台，矩形凸台由长矩形块和短矩形板构成的“凸”字状整体，长矩形块和短矩形板宽度相等，长矩形块的厚度为短矩形板厚度的2～3倍，短矩形板的长度与上矩形加载板(26)的宽度相等，长矩形块的长度等于左挡板(22)的宽度b1；滑板连接块(24)的短矩形板侧面设有竖向条形通孔，在长矩形块的两端端面设有螺孔；左矩形挡板(23)与滑板连接块(24)的竖向条形通孔通过螺栓连接，滑板连接块(24)与水平连接板(25)的腿部通过螺栓连接；

所述后侧挡板(4)为条形板和两端为“L”状的直角折板组成的整体，条形板和两端为“L”状的直角折板的宽度相等，后侧挡板(4)的两个平行侧面间的距离b3等于右支撑架(18)的宽度b0与右矩形加载板(34)的宽度b2之差的0.5倍；

前侧挡板(5)与后侧挡板(4)的结构相同。

2.根据权利要求1所述模型尺寸可调和双向加载可控的相似试验装置，其特征在于所述左矩形挡板(23)的宽度b1与条形孔的长度b1相同。

3.根据权利要求1所述模型尺寸可调和双向加载可控的相似试验装置，其特征在于所述右矩形加载板(34)的宽度b2为右矩形加载板(34)长度的0.3～0.35倍，上矩形加载板(26)的宽度与右矩形加载板(34)的宽度b2差为5～8mm。

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