本實(shí)用新型涉及一種多功能室內(nèi)模型試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：
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目前在巖土工程及地下工程建設(shè)中，工程技術(shù)人員往往面臨著大量的隧道建設(shè)和邊坡治理的主要工作。隨著我國(guó)隧道工程、巖土工程的規(guī)模越來越大，西部山區(qū)交通建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展，復(fù)雜的地質(zhì)條件和施工過程會(huì)誘使隧道與邊坡產(chǎn)生變形、垮塌等病害。出現(xiàn)的此類工程問題越來越復(fù)雜，從而需要探討的研究?jī)?nèi)容也日復(fù)增加，對(duì)于巖土工程建設(shè)的科研設(shè)計(jì)水平要求也越來越高；從室內(nèi)模型試驗(yàn)裝置方面來看，現(xiàn)有的試驗(yàn)設(shè)備已不能很好的滿足工程實(shí)踐的需要，少有試驗(yàn)裝置能夠在滿足各個(gè)模型試驗(yàn)系統(tǒng)不同的模型尺寸要求下進(jìn)行不同比尺的模型試驗(yàn)；同時(shí)缺少地下水模擬、坡頂荷載等其它條件對(duì)土坡穩(wěn)定性的影響。因此，迫切需要研究一種應(yīng)用廣泛、性能優(yōu)良、構(gòu)造簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的巖土工程試驗(yàn)設(shè)備，以滿足對(duì)應(yīng)于實(shí)際工程的室內(nèi)模型試驗(yàn)系統(tǒng)的開展要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為了解決上述存在的問題提供一種能夠模擬不同邊坡坡比、裝置內(nèi)土體上部加載、偏壓作用下隧道開挖等各種工況或多種工況耦合的情況下開展對(duì)邊坡系統(tǒng)、隧道系統(tǒng)、邊坡和隧道聯(lián)合作用下的室內(nèi)模型試驗(yàn)，并可進(jìn)行樁基礎(chǔ)、基坑等室內(nèi)模型試驗(yàn)的多功能室內(nèi)模型試驗(yàn)裝置。

為解決上述存在的問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種多功能室內(nèi)模型試驗(yàn)裝置，包括主體框架，所述主體框架包括兩個(gè)側(cè)面支架和長(zhǎng)度可調(diào)橫桿，所述長(zhǎng)度可調(diào)橫桿將兩個(gè)側(cè)面支架的兩端連接形成一個(gè)整體，并且使得兩個(gè)側(cè)面支架之間的間距可調(diào)，所述側(cè)面支架的端部立柱和底部橫桿上分別設(shè)有立柱插槽和底部插槽，所述立柱插槽內(nèi)插裝有封閉主體框架四個(gè)側(cè)面的擋板，所述底部插槽內(nèi)插裝有封閉主體框架底部的底板，四個(gè)擋板和底板合圍形成土坡模型槽，并且都可拆卸，所述擋板包括設(shè)置側(cè)面支架內(nèi)側(cè)的兩個(gè)側(cè)擋板和兩個(gè)模型支擋板，兩個(gè)所述側(cè)擋板上在與邊坡模型待開挖隧道位置對(duì)應(yīng)處設(shè)置有與隧道大小相匹配的開口。由于擋板是插裝在主體框架上的，因此可從主體框架上拆卸下來，這樣方便更換和運(yùn)輸。

所述主體框架上還安裝有反力架，所述反力架在主體框架的上開口上安裝有千斤頂，所述千斤頂?shù)幕顒?dòng)端面向土坡模型，所述千斤頂與土坡模型之間設(shè)置有加載鋼板。

所述主體框架安裝在多根橫梁構(gòu)成的底座上，所述橫梁上安裝有三角支撐與側(cè)面支架連接。

所述側(cè)擋板為帶刻度的透明材質(zhì)構(gòu)成，所述模型支擋板為透明材質(zhì)構(gòu)成。

所述長(zhǎng)度可調(diào)橫桿包括水平設(shè)置的固定桿和活動(dòng)桿，兩固定桿上沿固定桿方向設(shè)置一定長(zhǎng)度的滑槽，所述活動(dòng)桿上設(shè)有與滑槽相匹配的螺桿，所述活動(dòng)桿通過螺桿安裝在所述滑槽內(nèi)，并且可通過旋裝在螺桿上的螺帽鎖定活動(dòng)桿與固定桿的位置關(guān)系。

由于采用上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單，可通過長(zhǎng)度可調(diào)橫桿的伸縮來調(diào)整兩個(gè)側(cè)面支架的間距，從而調(diào)整模型槽的尺寸大小，能夠在滿足各個(gè)模型試驗(yàn)系統(tǒng)不同的模型槽尺寸要求下進(jìn)行不同比尺的模型試驗(yàn)。有效控制了試驗(yàn)材料的浪費(fèi)，同時(shí)，使得隧道模型試驗(yàn)的邊界效應(yīng)得到了基本的控制，滿足了各類模型試驗(yàn)需要，提高了試驗(yàn)效率。

2、本裝置具有一機(jī)多用功能，適用于模擬不同邊坡坡比、裝置內(nèi)土體上部加載、偏壓作用下隧道開挖等各種工況或多種工況耦合的情況下開展對(duì)邊坡系統(tǒng)、隧道系統(tǒng)、邊坡和隧道聯(lián)合作用下的室內(nèi)模型試驗(yàn)，并可進(jìn)行樁基礎(chǔ)、基坑等室內(nèi)模型試驗(yàn)。

3、對(duì)土坡加載時(shí)，通過更換加載鋼板的尺寸來匹配裝置內(nèi)填料土體的頂面大小對(duì)填料土體進(jìn)行加壓，更好地對(duì)實(shí)際工程中的地應(yīng)力狀況進(jìn)行了模擬。

4、試驗(yàn)裝置的側(cè)擋板為帶刻度的全透明有機(jī)玻璃板，在模型試驗(yàn)過程中可以進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察監(jiān)測(cè)，對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行多方面控制。

綜上所述，本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有模型試驗(yàn)系統(tǒng)的不足，研制了一種多功能且尺寸可調(diào)整的試驗(yàn)裝置；能夠模擬不同邊坡坡比、裝置內(nèi)土體上部加載、偏壓作用下隧道開挖等各種工況或多種工況耦合的情況下開展對(duì)邊坡系統(tǒng)、隧道系統(tǒng)、邊坡和隧道聯(lián)合作用下的室內(nèi)模型試驗(yàn)，并可進(jìn)行樁基礎(chǔ)、基坑等室內(nèi)模型試驗(yàn)，為具體建設(shè)工程提供有力的理論保障和支撐，具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)裝配示意圖。

圖3為本實(shí)用新型長(zhǎng)度可調(diào)橫桿的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、側(cè)面支架；2、長(zhǎng)度可調(diào)橫桿；3、模型支擋板；4、橫梁；5、三角支撐；6、底板；7、側(cè)擋板；8、反力架；9、千斤頂；10、加載鋼板；11、固定桿；12、活動(dòng)桿；13、滑槽；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1至3所示，一種多功能室內(nèi)模型試驗(yàn)裝置，包括由多個(gè)角鋼連接構(gòu)成的主體框架，所述主體框架包括兩個(gè)側(cè)面支架1和長(zhǎng)度可調(diào)橫桿2，所述長(zhǎng)度可調(diào)橫桿2將兩個(gè)側(cè)面支架的兩端連接形成一個(gè)整體，并且使得兩個(gè)側(cè)面支架1之間的間距可調(diào)，所述長(zhǎng)度可調(diào)橫桿2包括水平設(shè)置的固定桿11和活動(dòng)桿12，兩固定桿11上沿固定桿方向設(shè)置一定長(zhǎng)度的滑槽13，所述活動(dòng)桿12上設(shè)有與滑槽相匹配的螺桿，所述活動(dòng)桿通過螺桿安裝在所述滑槽內(nèi)，并且可通過旋裝在螺桿上的螺帽鎖定活動(dòng)桿與固定桿的位置關(guān)系。通過長(zhǎng)度可調(diào)橫桿的伸縮來調(diào)整兩個(gè)側(cè)面支架的間距，從而調(diào)整模型槽的尺寸大小，能夠在滿足各個(gè)模型試驗(yàn)系統(tǒng)不同的模型槽尺寸要求下進(jìn)行不同比尺的模型試驗(yàn)，所述側(cè)面支架1的端部立柱和底部橫桿上分別設(shè)有立柱插槽和底部插槽，所述立柱插槽內(nèi)插裝有封閉主體框架四個(gè)側(cè)面的擋板，所述底部插槽內(nèi)插裝有封閉主體框架底部的底板6，四個(gè)擋板和底板6合圍形成土坡模型槽，并且都可拆卸，所述擋板包括設(shè)置在側(cè)面支架1內(nèi)側(cè)的兩個(gè)側(cè)擋板7和設(shè)置在兩端的模型支擋板3，所述側(cè)擋板7為帶刻度的有機(jī)玻璃板構(gòu)成，所述模型支擋板為有機(jī)玻璃板制成，方便全方位觀測(cè)裝置內(nèi)部狀況，兩個(gè)所述側(cè)擋板7上在與邊坡模型待開挖隧道位置對(duì)應(yīng)處設(shè)置有與隧道大小相匹配的開口，所述底板為鋼板制成。

所述主體框架上還安裝有反力架8，反力架8的下端可以通過錨固螺栓固定于主體框架的下部，所述反力架8在主體框架的上開口上安裝有千斤頂9，所述千斤頂9的活動(dòng)端面向土坡模型，所述千斤頂9與邊坡模型之間設(shè)置有加載鋼板10，鋼板10可根據(jù)模型槽填料頂面的大小更換尺寸。

所述主體框架安裝在多根橫梁4構(gòu)成的底座上，所述橫梁4上安裝有三角支撐5與側(cè)面支架1連接，這里橫梁4由H型鋼構(gòu)成，三角支撐通過螺栓連接在橫梁4上，這樣三角支撐在主體框架擴(kuò)大或縮小后可根據(jù)側(cè)面支架1的位置移動(dòng)到相應(yīng)位置后再與橫梁4連接。

具體操作過程如下：

1、在試驗(yàn)裝置內(nèi)將土體或填料磊成需要的形狀，按照試驗(yàn)?zāi)M要求進(jìn)行操作。

2、將匹配填料土體頂面尺寸大小的鋼板10放置在模型內(nèi)試驗(yàn)土坡的上部，利用千斤頂9對(duì)土體進(jìn)行加壓來模擬上部荷載狀況。

3、在需要模擬更為復(fù)雜的工況影響作用時(shí)，可利用上述設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)工況的模擬，直至試驗(yàn)達(dá)到預(yù)期效果。

上述實(shí)施例僅僅是清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里也無需也無法對(duì)所以的實(shí)施例予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。