一种用于全尺寸模型试验的大型落砂装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于全尺寸模型试验的大型落砂装置，属于岩土工程模型试验的制备土样技术领域。该装置包括无盖的落砂箱、加压组件、挡砂板、支撑腿，落砂箱固定设置在支撑腿上，落砂箱底部均匀分布有若干圆锥孔，加压组件活动设置在落砂箱内，挡砂板活动设置在支撑腿上且设置在落砂箱的下端，挡砂板上开有若干圆孔，圆孔与圆锥孔相对应，本装置克服了传统砂样制备过程中人工夯实需要大量人力的缺点，实现在全尺寸模型试验的大型模型箱中一次性制备大量砂样，加速试验进程，节省人力和物力，可靠、方便快捷，可在模型试验中方便快捷地制备出各种密实度的砂样，同时对于制备同一密实度的砂样具可重现性，从而确保了模型试验数据的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于全尺寸模型试验的大型落砂装置
本技术涉及一种用于全尺寸模型试验的大型落砂装置，属于岩土工程模型试验的制备土样

技术介绍
在进行岩土工程模型试验时，往往需要将砂土制备在模型土箱内，不同试验中对模型土箱内所制备的砂土物理特性有不同的要求，成功开展模型试验的前提就是模拟砂土土样的制备工作。对于砂土而言，其密实度是表征其物理特性的一项重要指标，直接影响到砂土的工程性质（例如，对于桩-土模型试验来说，砂土的密实度直接影响桩侧摩阻力和桩端承载力）。为便于控制砂样的密实度，模型试验中常常选择再重塑土样。在模型试验中，为了保证试验进度，常常需要制备密实度完全相同的几个砂样，因此需要砂土的制备方法具有可重现性；此外为了验证不同密实度砂土样对模型试验的影响，需要精确制备出不同密实度的砂样。现有技术通常是使用分层夯实法和小型重力布砂装置制备砂土样。分层夯实法制备砂土样时先分多次将砂土置于模型土箱内，再采用人工夯实。此方法制备的砂样密实度控制不精确，上下层密实度差异较大，费时耗力，可重现性小等缺点，从而影响试验结果的可信性；小型重力布砂装置，是依靠重力的作用，通过改变落距来实现制备不同密实度的砂土。此方法制备的时候，需要将整个装置高高吊起，并且通过增加高度控制密实度，装满砂土的装置重量大，这样高高吊起存在很大的安全隐患，且落距太大、装置在空中不固定，为保证砂雨能完全落入模型箱，只能用于小型化模型箱，也不适用于全尺寸模型试验中的大型模型箱。
技术实现思路
本技术针对现有技术存在的问题，提供一种用于全尺寸模型试验的大型落砂装置，可在岩土工程模型试验中方便快捷地制备出不同密实度的砂样,且能重复制备出同种密实度的砂样,从而实现精确控制用于试验重塑砂土的物理特征,为模型试验的得到精确可靠的数据打下坚实的基础。本技术为解决其技术问题而采用的技术方案是：一种用于全尺寸模型试验的大型落砂装置，包括无盖的落砂箱1、加压组件2、挡砂板3、支撑腿4，落砂箱1固定设置在支撑腿4上，落砂箱1底部均匀分布有若干圆锥孔，加压组件2活动设置在落砂箱1内，挡砂板3活动设置在落砂箱1的下端，挡砂板3上开有若干圆孔，圆孔与圆锥孔相对应；加压组件2可推动加圧板匀速向下运动给砂土施加持续恒定的压力；进一步地，所述加压组件2包括固定板21、气囊22、加圧板23，固定板21设置在落砂箱1的顶端，气囊22固定设置在固定板21的下端，气囊22顶端设置有进气口，加圧板23固定设置在气囊22的下端；进一步地，所述气囊22、加圧板23的尺寸与落砂箱1相匹配，加压板23的尺寸略小于落砂箱1的尺寸，在气囊22推动作用下，加圧板23可在落砂箱1内不受落砂箱1的侧壁阻碍而顺利的竖直向下运动；更进一步地，还包括两条滑轨5，两条滑轨5平行固定设置在落砂箱1的下端，挡砂板3活动设置在滑轨5中；挡砂板3可沿轨道5滑动，从而使挡砂板3的圆孔与落砂箱1底部的圆锥孔错开或重合，完成落砂和挡砂作用；更进一步的，所述挡砂板3的外沿设置有把手；所述气囊22由耐压材料制成，完全充满气时可推动加圧板运动到落砂箱底部；所述支撑腿4为四个三角形角钢，顶端固定设置在落砂箱1四角的三角形侧面，下端固定设置在全尺寸模型箱四个角的三角形侧面，使落砂装置固定在全尺寸模型箱的正上方；本技术的用于全尺寸模型试验的大型落砂装置的使用方法：装砂前，通过推动挡砂板上的把手使挡砂板上的圆孔与落砂箱底部的圆锥孔错开；把试验砂土置于落砂箱中铺平，再把加压组件放入落砂箱中，并将加压组件的固定板固定在落砂箱顶端，通过铲车或者吊车将本装置吊起并固定在模型箱上方，并将支撑腿的下端固定在模型箱上；布砂时，通过气囊的进气口对气囊进行匀速充气，使其推动加压板对砂土顶部施加恒定的力，同时推动把手，使挡砂板上的圆孔与落砂箱底部的圆锥孔重合，从而使砂土从落砂箱底部的圆锥孔和挡砂板的孔内落下；通过改变或保持砂的粒径，控制加压组件中气囊施加压力的大小而控制砂土的流速，从而制备不同或相同密实度的砂土。本技术的有益效果：本技术的用于全尺寸模型试验的大型落砂装置克服了传统砂样制备过程中人工夯实方法的缺点，节省人力和时间，方便快捷。可在岩土工程模型试验中方便快捷地制备出不同密实度的砂样,且能重复制备出同种密实度的砂样,从而实现精确控制用于试验重塑砂土的物理特征,为模型试验的得到精确可靠的数据打下坚实的基础。附图说明图1为本技术实施例的示意图；图2为本技术实施例加压组件的结构示意图；图3为本技术实施例落砂箱与支撑腿装配的结构示意图；图4为本技术实施例挡砂板的结构示意图；图5为本技术实施例轨道的结构示意图；图6为本技术实施例挡砂板与轨道装配的结构示意图；图中：1-落砂箱，2-加压组件，3-挡砂板，4-支撑腿，5-滑轨，21-固定板，22-气囊，23-加压板。具体实施方式下面结合具体实施方式，对本技术作进一步说明。如图1、图3和图4所示，一种用于全尺寸模型试验的大型落砂装置，包括无盖的落砂箱1、加压组件2、挡砂板3、支撑腿4，落砂箱1固定设置在支撑腿4上，落砂箱1底部均匀分布有若干圆锥孔，加压组件2活动设置在落砂箱1内，挡砂板3活动设置在落砂箱1的下端，挡砂板3上开有若干圆孔，圆孔与圆锥孔相对应；加压组件2可推动加圧板匀速向下运动给砂土施加持续恒定的压力。如图2所示，加压组件2包括固定板21、气囊22、加圧板23，固定板21设置在落砂箱1的顶端，气囊22固定设置在固定板21的下端，气囊22顶端设置有进气口，加圧板23固定设置在气囊22的下端；加压组件2放入落砂箱1之后便可通过螺栓将固定板21固定在落砂箱1的顶端，防止气囊22充气后的作用力将固定板21顶出而导致加压组件2无法对砂进行加压。固定板21设置在落砂箱1的顶端，气囊22粘接在固定板21的下端，气囊22顶端设置有进气口，进气口延伸至固定板21上端，加圧板23粘接在气囊22的下端。气囊22、加圧板23的尺寸与落砂箱1相匹配，加压板23的尺寸略小于落砂箱1的尺寸，在气囊22推动作用下，加圧板23可在落砂箱1内不受落砂箱1的侧壁阻碍而顺利的竖直向下运动。如图5所示，装置还包括两条滑轨5，两条滑轨5平行固定设置在落砂箱1的下端，挡砂板3活动设置在滑轨5中；挡砂板3可沿轨道5滑动，从而使挡砂板3的圆孔与落砂箱1底部的圆锥孔错开或重合，完成落砂和挡砂作用。挡砂板3的外沿设置有把手。气囊22由耐压材料制成，完全充满气时可推动加圧板运动到落砂箱底部。支撑腿4为四个三角形角钢，顶端固定设置在落砂箱1四角的三角形侧面，下端固定设置在全尺寸模型箱四个角的三角形侧面，使落砂装置固定在全尺寸模型箱的正上方。加压组件2的固定板21固定在落砂箱1顶端的方式有多种，可以在落砂箱1的顶端设置卡槽，固定板21安装在卡槽内；也可以在落砂箱1的顶端设置卡扣，固定板21上设置专用固定块，通过卡扣将专用固定块卡住的方式将加压组件2的固定板21固定在落砂箱1顶端；本技术可采用任何可行的固定方式将加压组件2的固定板21固定在落砂箱1顶端。装砂前，通过推动挡砂板上的把手使挡砂板上的圆孔与落砂箱底部的圆锥孔错开；把试验砂土置于落砂箱中铺平，再把加压组件放入落砂箱中，并将加压组件的固定板固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于全尺寸模型试验的大型落砂装置，其特征在于：包括无盖的落砂箱（1）、加压组件（2）、挡砂板（3）、支撑腿（4），落砂箱（1）固定设置在支撑腿（4）上，落砂箱（1）底部均匀分布有若干圆锥孔，加压组件（2）活动设置在落砂箱（1）内，挡砂板（3）活动设置在落砂箱（1）的下端，挡砂板（3）上开有若干圆孔，圆孔与圆锥孔相对应。

【技术特征摘要】
1.一种用于全尺寸模型试验的大型落砂装置，其特征在于：包括无盖的落砂箱（1）、加压组件（2）、挡砂板（3）、支撑腿（4），落砂箱（1）固定设置在支撑腿（4）上，落砂箱（1）底部均匀分布有若干圆锥孔，加压组件（2）活动设置在落砂箱（1）内，挡砂板（3）活动设置在落砂箱（1）的下端，挡砂板（3）上开有若干圆孔，圆孔与圆锥孔相对应。2.根据权利要求1所述用于全尺寸模型试验的大型落砂装置，其特征在于：加压组件（2）包括固定板（21）、气囊（22）、加圧板（23），固定板（21）设置在落砂箱（1）的顶端，气囊（...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵凡，杨光树，陈安，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：云南,53