岩土模型试验用装配式钢构件模型箱制造技术

岩土模型试验用装配式钢构件模型箱，包括内部可放置土体的空腔模型箱（1），所述模型箱（1）由底部面板（2）、框架面板（3）、钢构件A（5）以及方钢梁（14）组成；框架面板（3）由楔形钢板（8）端部的楔形头（7）嵌入钢构件B（6）的楔形口（12）中相互级联而成，围成模型箱（1）空间相互平行的前后两个面及左右两个面，相邻框架面板（3）通过嵌入钢构件A（5）的楔形口（12）而连接；钢构件A（5）及钢构件B（6）端部截面预留螺栓孔（13），通过螺栓（4）与底部面板（2）固定连接；方钢梁（14）设置在模型箱（1）的顶部与底部，通过螺栓（4）锚定在模型箱（1）顶部及底部的侧壁上。

Fabricated steel component model box for geotechnical model test

A model box for assembling steel members for geotechnical model test comprises a cavity model box (1) in which soil can be placed. The model box (1) consists of a bottom panel (2), a frame panel (3), a steel member A (5) and a square steel beam (14); and a frame panel (3) consists of a wedge head (7) embedded in the end of a wedge-shaped plate (8) into steel. The wedge (12) of member B (6) is cascaded into two parallel front and rear planes and left and right planes of the model box (1). The adjacent frame panels (3) are connected by the wedge (12) embedded in the steel member A (5); and the reserved bolt holes (13) at the end section of the steel member A (5) and the steel member B (6). The square steel beam (14) is arranged at the top and bottom of the model box (1) and anchored on the top and side walls of the model box (1) through the bolt (4).

【技术实现步骤摘要】
岩土模型试验用装配式钢构件模型箱
本技术涉及土木工程
，尤其涉及岩土模型试验用装配式钢构件模型箱。
技术介绍
随着国民经济的迅速发展，国家加大基础设施的发展力度。尤其在西部大开发以来，各种土建工程络绎不绝。凡是涉及土木工程建设，就不可避免的需要考虑地下岩土的物理及力学特征。我国地势复杂，地形地貌特点不一，针对不同地区，需要用不同的岩土工程模型来研究其特点。对实际地形的土体进行试验研究通常耗费时间且可操作性不强，考虑到经济的因素，通常对岩土工程实际土体做等比例缩小，便于在试验室进行模拟研究。由于土体实际情况不同，为了更真实准确的反映土体特征，建造的岩土工程土体模型的空间大小也有所不同，因此，不同的模型需要不同的模型箱。试验后的模型箱通常无法回收再利用，为了节约资源，应考虑回收再利用。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种岩土模型试验用装配式钢构件模型箱。本技术是岩土模型试验用装配式钢构件模型箱，包括内部可放置土体的空腔模型箱1，所述模型箱1由底部面板2、框架面板3、钢构件A5以及方钢梁14组成；框架面板3由楔形钢板8端部的楔形头7嵌入钢构件B6的楔形口12中相互级联而成，围成模型箱1空间相互平行的前后两个面及左右两个面，相邻框架面板3通过嵌入钢构件A5的楔形口12而连接；钢构件A5及钢构件B6端部截面预留螺栓孔13，通过螺栓4与底部面板2固定连接；方钢梁14设置在模型箱1的顶部与底部，通过螺栓4锚定在模型箱1空间顶部及底部的侧壁上。本技术的有益效果是：本技术提供了一种可快速拼装、能改变容积大小可回收岩土模型试验用装配式钢构件模型箱。本技术可实现模型箱的快速拼装，而且便于回收再利用。具有结构简单，可操作性强的特点。附图说明图1是本技术的结构示意图，图2是图1中所述框架面板3示意图。图3是钢构件A5结构大样图。图4是钢构件B6结构大样图。图5是中柱单元15结构大样图。图6是边柱单元16结构大样图。图7是楔形板8示意图。图8是图5、图6中钢板连接件11大样图。附图标记及对应名称为：模型箱1、底部面板2、框架面板3、螺栓4、钢构件A5、钢构件B6、楔形头7、楔形钢板8、Ⅰ型楔形钢板9、Ⅱ型楔形钢板10、钢板连接件11、楔形口12、螺栓孔13、方钢梁14、中柱单元15、边柱单元16。具体实施方式为了进一步了解本技术的内容、特点及作用，下面结合附图详细说明。如图1~图8所示，模型箱1由底部面板2、框架面板3、钢构件A5以及方钢梁14组成；框架面板3由楔形钢板8端部楔形头7嵌入钢构件B6的楔形口12中相互级联而成，围成模型箱1空间相互平行的前后两个面及左右两个面，相邻框架面板3通过嵌入钢构件A5的楔形口12而连接；钢构件A5及钢构件B6端部截面设置螺栓孔13，通过螺栓4与底部面板2固定连接；方钢梁14设置在模型箱1的顶部与底部，通过螺栓4锚定在模型箱1空间顶部及底部的侧壁上。如图1、图2所示，Ⅰ型楔形钢板9的宽度与Ⅱ型楔形钢板10相同，高度为Ⅱ型楔形钢板10的2倍。钢构件A5、钢构件B6与Ⅰ型楔形钢板9的高度相等。如图1、图2所示，楔形钢板8的嵌入顺序为：先在底部嵌入一块Ⅱ型楔形钢板10，再嵌入三块Ⅰ型楔形钢板9，最后在顶部再嵌入一块Ⅱ型楔形钢板10。以此方式可避免钢构件A5、钢构件B6的连接面与楔形钢板8在同一水平线而导致的刚度失稳问题。如图5、图6所示，螺栓4为高强螺栓，其型号与国家规范标准规定一致，根据用途不同，尺寸规格不一，可根据实际需要确定规格大小，其直径范围为15mm～50mm。如图3、图4、图5、图6、图7所示，所述钢构件A5、钢构件B6的楔形口12的内侧壁刷有一层润滑油，防止生锈并增加润滑作用。楔形口12与楔形钢板8端部楔形头7匹配，其几何尺寸略大于楔形头7，镶嵌预留空隙<5mm。如图8所示，所述钢构件A5之间连接采用钢板连接件11，其材料为高强钢板，厚度为8~10mm。如图1~图7所示，岩土模型试验用装配式钢构件模型箱的施工方法，其步骤为：（1）预制钢构件A5、钢构件B6：按照工程设计要求，确定钢构件A5、钢构件B6的几何尺寸；按照确定的尺寸加工钢构件A5、钢构件B6，并在其端部截面及两个侧壁按照设计要求预留螺栓孔13；（2）预制楔形钢板8：按照工程设计要求确定Ⅰ型楔形钢板9与Ⅱ型楔形钢板10的几何尺寸并按照相应尺寸加工；（3）连接钢构件B6：将四个钢构件B6竖向连接成中柱单元15。通过钢构件B6的两个侧壁上预留的螺栓孔13，用钢板连接件11将相邻的两个钢构件B6以螺栓4固定连接。其中，钢构件B6的数量不局限于四个，可根据实际工程模型高度尺寸确定；（4）连接钢构件A5：将四个钢构件A5竖向连接成边柱单元16。连接方法同钢构件B6；（5）重复步骤（3）、步骤（4），获得四个边柱单元16及若干中柱单元15。其中，中柱单元15的数量具体由模型箱大小确定；（6）拼装框架面板（2）：将楔形钢板8嵌入两个中柱单元15之间形成框架面板3内部区域，在框架面板3边缘区域，楔形钢板8一端嵌入中柱单元15，另一端悬置。楔形钢板8的嵌入顺序为：先在底部嵌入一块Ⅱ型楔形钢板10，再嵌入三块Ⅰ型楔形钢板9，最后在顶部再嵌入一块Ⅱ型楔形钢板10；（7）重复步骤（6）拼装好前后两个面及左右两个面的框架面板（2）；（8）拼装模型箱1框架：将步骤（6）中的一前一左两个框架面板（2）悬置一端的楔形钢板8嵌入边柱单元16的楔形口12，并重复此步骤完成一后一右两个框架面板（2）的拼装，最后二者再通过边柱单元16拼装连接形成模型箱1空间相互平行的前后两个面及左右两个面的整体框架；（9）安装底部面板2：用螺栓4将底部面板2固定在钢构件A5及钢构件B6端部截面预留的螺栓孔13；（10）加固模型箱1：分别取尺寸与模型箱1长度及宽度一致的方钢梁14，在方钢梁14与模型箱1侧壁预留螺栓孔13对应的位置贯穿打孔，再用螺栓4穿过此孔将方钢梁14固定在模型箱1前后左右四个面的顶部与底部侧壁上连接成一圈；（11）回收方法：（a）卸除模型箱1顶部及底部的方钢梁14，拆除底部面板2；（b）拆除四个边柱单元16，将框架面板3逐步拆分，并按照类型将Ⅰ型楔形钢板9、Ⅱ型楔形钢板10分类存放；（c）拆分中柱单元15、边柱单元16，将钢构件A5、钢构件B6以及钢板连接件11分类存放。以上所述的技术仅仅是对本技术的优选实施方案进行描述，并非对本技术的范围进行限定，在不脱离本技术设计精神的前提下，本领域技术人员对本技术的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本技术权利要求书确定的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.岩土模型试验用装配式钢构件模型箱，包括内部可放置土体的空腔模型箱（1），其特征在于：所述模型箱（1）由底部面板（2）、框架面板(3)、钢构件A（5）以及方钢梁（14）组成；框架面板（3）由楔形钢板（8）端部的楔形头（7）嵌入钢构件B（6）的楔形口（12）中相互级联而成，围成模型箱（1）空间相互平行的前后两个面及左右两个面，相邻框架面板（3）通过嵌入钢构件A（5）的楔形口（12）而连接；钢构件A（5）及钢构件B（6）端部截面预留螺栓孔（13），通过螺栓（4）与底部面板（2）固定连接；方钢梁（14）设置在模型箱（1）的顶部与底部，通过螺栓（4）锚定在模型箱（1）空间顶部及底部的侧壁上。

【技术特征摘要】
1.岩土模型试验用装配式钢构件模型箱，包括内部可放置土体的空腔模型箱（1），其特征在于：所述模型箱（1）由底部面板（2）、框架面板(3)、钢构件A（5）以及方钢梁（14）组成；框架面板（3）由楔形钢板（8）端部的楔形头（7）嵌入钢构件B（6）的楔形口（12）中相互级联而成，围成模型箱（1）空间相互平行的前后两个面及左右两个面，相邻框架面板（3）通过嵌入钢构件A（5）的楔形口（12）而连接；钢构件A（5）及钢构件B（6）端部截面预留螺栓孔（13），通过螺栓（4）与底部面板（2）固定连接；方钢梁（14）设置在模型箱（1）的顶部与底部，通过螺栓（4）锚定在模型箱（1）空间顶部及底部的侧壁上。2.根据权利要求1所述的岩土模型试验用装配式钢构件模型箱，其特征在于：所述楔形钢板（8）包括Ⅰ型楔形钢板（9）与Ⅱ型楔形钢板（10）；其中Ⅰ型楔形钢板（9）的宽度与Ⅱ型楔形钢板（10）相同，高度为Ⅱ型楔形钢板（10）的2倍。...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶帅华，赵壮福，樊黎明，张玉巧，李德鹏，黄安平，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：新型
国别省市：甘肃,62