專利名稱：用于巖土工程土壤龜裂破壞的模型試驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及巖土試驗技術領域，尤其涉及一種用于巖土工程土壤龜裂破壞的模型試驗裝置。
背景技術：
土壤龜裂試驗是指土體受到外界條件變化，如拉力隆起時，土體四周受到對稱相等的張力，使土體本身發(fā)生開裂的一種試驗。當土壤受力狀態(tài)改變后，會產(chǎn)生一系列龜裂斷裂等破壞現(xiàn)象，通過對土壤龜裂模型試驗的研究可以更深入的了解土壤在不同受力條件影響下的破壞規(guī)律，并為構造運動下地表的受力變化研究提供借鑒。石蠟是從石油、頁巖油或其他浙青礦物油的某些餾出物中提取出來的一種怪類蠟，為白色或淡黃色半透明物，具有相當明顯的晶體結構，是很好的絕緣體，也是很好的儲熱材料，熔點為60°C左右，具有較好的熱膨脹性，非常適宜作為土壤試驗的膨脹材料，且熔點低，清理方便?，F(xiàn)有技術對土壤龜裂試驗的研究還不夠成熟，采用的設備、如龜裂試驗儀器簡單，尺寸固定，工作效率低，特別是在需要進行多組對比試驗時，由于操作復雜，造成效率低下，同時由于龜裂現(xiàn)象也是通過板類材料頂起實現(xiàn)，均勻性與準確性難以保證，觀測手段方面比較簡單，一般為肉眼或量尺測量，試驗的精度無法達到要求，這些裝置很難滿足當今巖土工程的試驗需求。
發(fā)明內容本實用新型為了解決現(xiàn)有技術存在的上述不足；提供了一種用于巖土工程土壤龜裂破壞的模型試驗裝置及方法；有效提高試驗精度和試驗效率，方便試驗操作。本實用新型的目的是采用下述技術方案實現(xiàn)的:—種用于巖土工程土壤龜裂破壞的模型試驗裝置，包括上層鋼架、下層鋼架、底板、升降機、模型底座，模型底座通過升降機與底板連接，底板上設有支撐桿，支撐桿上設有可伸縮旋轉桿，可伸縮旋轉桿上設有數(shù)字攝像頭，下層鋼架分別與上層鋼架分別與底板連接，上層鋼架上設有可視化玻璃板；底板上面與上層鋼架、下層鋼架形成空腔，上層鋼架、下層鋼架的內側設有隔熱板，隔熱板內側設有隔熱支撐陶瓷，隔熱支撐陶瓷高度小于隔熱板高度，底板上面設有地層隔熱板，地層隔熱板上設有加熱板，加熱板上部與隔熱支撐陶瓷形成的內腔中設有溫度傳感器，隔熱支撐陶瓷上部設有玻璃制石蠟槽。模型底座上設有溫度調控開關、臺架升降開關，所述臺架升降開關與升降機的動力機構相連，控制升降機的高度便于試驗與觀察；溫度調控開關通過線路與上方溫度控制裝置、溫度傳感器連接，控制試驗溫度的變化。模型底座底部設有轉動滾輪。上層鋼架與下層鋼架設有連接孔，上層鋼架與下層鋼架通過連接孔與螺栓連接。上層鋼架與下層鋼架分別由四組構件連接構成，四組構件上分別設有多個連接孔，四組構件呈“風車”狀通過連接孔首尾相接，調整好位置后用螺絲固定在底板上；四組升降機與底板相連，下端固定在模型底座上，可自由調節(jié)高度；模型底座上放置溫度調控開關與臺架升降開關，底部安置組轉動滾輪，可移動位置；內部隔熱板緊貼四周的上層鋼架與下層鋼架，內側安置隔熱支撐陶瓷，隔熱支撐陶瓷上方放置玻璃制石蠟槽，下方放置加熱板，中間放置溫度傳感器，隔熱板下方鋪設隔熱板緊貼底板。下層鋼架、底板通過連接孔與螺栓連接。本實用新型的有益效果:I模型架尺寸可根據(jù)試驗需要自由調整，實現(xiàn)“一架多用”，避免了因對比試驗而進行大量繁瑣的操作與試驗臺架的更換，提高了試驗效率，節(jié)約資源；2試驗土體用玻璃板包圍可從側面觀察土體頂裂龜裂的全過程，更加直觀；3數(shù)字攝像頭精細地記錄土體變化的全過程，精確測量土體龜裂后的隆起位移與裂縫寬度，與以往量尺及肉眼觀察相比，提高了試驗精度；4封閉隔熱環(huán)境下加熱空氣間接熱傳導石蠟的方法最大程度上保證了石蠟的均勻恒溫受熱，溫度傳感器的安置使膨脹溫度的可控可調節(jié)，石蠟的均勻膨脹保證了上方土體的均勻隆起，準確模擬土體的龜裂行為，試驗準確性高。

圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為底板上面與上層鋼架、下層鋼架形成的空腔內部的零件結構示意圖；其中I可伸縮旋轉桿；2數(shù)字攝像頭；3可視化玻璃板；4上層鋼架；5下層鋼架；6底板；7升降機；8模型底座；9溫度調控開關；10臺架升降開關；11轉動滾輪；12玻璃制石蠟槽；13隔熱板；14隔熱支撐陶瓷；15加熱板；16地層隔熱板；17溫度傳感器；18支撐桿。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明。一種用于巖土工程土壤龜裂破壞的模型試驗裝置，包括上層鋼架4、下層鋼架5、帶螺紋孔的底板6、升降機7、模型底座8，模型底座8通過升降機7與底板6連接，底板6上設有支撐桿18，支撐桿18上設有可伸縮旋轉桿1，可伸縮旋轉桿I上設有數(shù)字攝像頭2，下層鋼架5分別與上層鋼架4、及下部的底板6連接，上層鋼架4上設有可視化玻璃板3 ;底板6上面與上層鋼架4、下層鋼架5形成空腔，上層鋼架4、下層鋼架5的內側設有隔熱板13，隔熱板13內側設有隔熱支撐陶瓷14，隔熱支撐陶瓷14高度小于隔熱板13高度，底板6上面設有地層隔熱板16，地層隔熱板16上設有加熱板15，加熱板15上部與隔熱支撐陶瓷14形成的內腔中設有溫度傳感器17，隔熱支撐陶瓷14上部設有玻璃制石蠟槽12。模型底座8上安置千斤頂升降機7，模型底座8上設有溫度調控開關9、臺架升降開關10，所述臺架升降開關10與升降機7的動力機構相連，控制升降機的高度便于試驗與觀察；溫度調控開關9通過線路與上方溫度控制裝置、溫度傳感器17連接，控制試驗溫度的變化。模型底座8底部設有轉動滾輪11。上層鋼架4與下層鋼架5設有連接孔，上層鋼架4與下層鋼架5通過連接孔與螺栓連接。上層鋼架4與下層鋼架5分別由四組構件連接構成，四組構件上分別設有多個連接孔，四組構件呈“風車”狀通過連接孔首尾相接，調整好位置后用螺絲固定在底板6上；四組升降機7與底板6相連，下端固定在模型底座8上，可自由調節(jié)高度；模型底座8上放置溫度調控開關9與臺架升降開關10，底部安置4組轉動滾輪11，可移動位置；內部隔熱板13緊貼四周的上層鋼架4、下層鋼架5，內側安置隔熱支撐陶瓷14，隔熱支撐陶瓷14上方放置玻璃制石蠟槽12，下方放置加熱板15，中間放置溫度傳感器17，隔熱板下方鋪設隔熱板16緊貼底板6。下層鋼架5、底板6通過連接孔與螺栓連接。上述雖然結合附圖對實用新型的具體實施方式
進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內。
權利要求1.一種用于巖土工程土壤龜裂破壞的模型試驗裝置，其特征是，包括上層鋼架、下層鋼架、底板、升降機、模型底座，模型底座通過升降機與底板連接，底板上設有支撐桿，支撐桿上設有可伸縮旋轉桿，可伸縮旋轉桿上設有數(shù)字攝像頭，下層鋼架、上層鋼架分別與底板連接，上層鋼架上設有可視化玻璃板；底板上面與上層鋼架、下層鋼架形成空腔，上層鋼架、下層鋼架的內側設有隔熱板，隔熱板內側設有隔熱支撐陶瓷，隔熱支撐陶瓷高度小于隔熱板高度，底板上面設有地層隔熱板，地層隔熱板上設有加熱板，加熱板上部與隔熱支撐陶瓷形成的內腔中設有溫度傳感器，隔熱支撐陶瓷上部設有玻璃制石蠟槽。
2.如權利要求1所述的用于巖土工程土壤龜裂破壞的模型試驗裝置，其特征是，所述模型底座上設置千斤頂升降機，模型底座上設有溫度調控開關、臺架升降開關，臺架升降開關與升降機的動力機構連接，溫度調控開關通過線路與溫度控制裝置、溫度傳感器連接。
3.如權利要求1所述的用于巖土工程土壤龜裂破壞的模型試驗裝置，其特征是，所述模型底座底部設有轉動滾輪。
4.如權利要求1所述的用于巖土工程土壤龜裂破壞的模型試驗裝置，其特征是，所述上層鋼架與下層鋼架設有連接孔，上層鋼架與下層鋼架通過連接孔與螺栓連接；下層鋼架、底板通過連接孔與螺栓連接。
5.如權利要求1所述的用于巖土工程土壤龜裂破壞的模型試驗裝置，其特征是，所述上層鋼架與下層鋼架分別由四組構件連接構成，四組構件上分別設有多個連接孔，四組構件通過連接孔連接。
6.如權利要求1所述的用于巖土工程土壤龜裂破壞的模型試驗裝置，其特征是，所述升降機設有四組 。
專利摘要本實用新型公開了一種用于巖土工程土壤龜裂破壞的模型試驗裝置，包括上層鋼架、下層鋼架、底板、升降機、模型底座，模型底座通過升降機與底板連接，底板上設有支撐桿，支撐桿上設有可伸縮旋轉桿，可伸縮旋轉桿上設有數(shù)字攝像頭，下層鋼架分別與上層鋼架分別與底板連接，上層鋼架上設有可視化玻璃板；底板上面與上層鋼架、下層鋼架形成空腔，上層鋼架、下層鋼架的內側設有隔熱板，隔熱板內側設有隔熱支撐陶瓷，隔熱支撐陶瓷高度小于有隔熱板高度，底板上面設有地層隔熱板，地層隔熱板上設有加熱板，加熱板上部與隔熱支撐陶瓷形成的內腔中設有溫度傳感器，隔熱支撐陶瓷上部設有玻璃制石蠟槽。有效提高試驗精度，增強試驗效率，方便試驗操作。
文檔編號G01N3/08GK203164058SQ201320146168
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月27日 優(yōu)先權日2013年3月27日
發(fā)明者李術才, 宋曙光, 李利平, 胡聰, 孫超群, 王旌, 張騫, 周毅 申請人:山東大學