考虑双边方向下加速度一致的土工离心机箱及试验方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑双边方向下加速度一致的土工离心机箱及试验方法，土工离心机箱包括箱体、测量板、支撑板和伸缩装置；测量板、支撑板固定设置在箱体内；支撑板上设置有若干个安放伸缩装置的方形孔。在实验开始前，激光传感器通过发射激光到测量板进行测距，依靠伸缩杆在套筒内的滑动完成伸缩动作调整伸缩装置的位置，确保离心机箱下部平面上任意一点到测量板的距离与试验预设值一致；在离心机运行过程中，加速度计测量伸缩装置的加速度，如果加速度与预设值不一致，若否则通过远程控制模块远程控制调整伸缩装置的位置，从而使箱底形成双边方向上加速度一致的平面；本发明专利技术操作简单，具有拆卸组合性。

【技术实现步骤摘要】
考虑双边方向下加速度一致的土工离心机箱及试验方法
本专利技术属于土工离心模拟
，涉及一种土工离心机箱及试验方法，尤其涉及一种考虑双边方向下加速度一致的土工离心机箱及试验方法。
技术介绍
土工离心模拟技术是近几十年来发展起来的一项新的土工物理模型技术，已经被广泛运用到土木工程的各个研究领域。重力场控制着岩土体的变形破坏，是诱发边坡失稳以及各种地质灾害的首要因素，土工离心模拟技术能通过离心力模拟重力场，在高速旋转的离心机中放置土工模型，使得模型受到离心与加速的双重作用力，将实验室小比例尺物理模型还原实际宏大的应力状态，从而使模型与原型的应力应变相等、变形相似、破坏机理相同。1971年，英国在剑桥大学第一次将离心机应用到岩土工程领域，与数值模拟和常规重力模型试验方法等方法相比，土工离心模拟技术能更加真实地还原原型的实际状态；因此，随着土工离心机技术的不断成熟，土工离心机试验技术在模拟地震、开挖、降雨诱发边坡失稳、沉降、渗流等各种环境下的岩土工程研究以及土工材料加固边坡等防护治理工程中广泛应用。然而，在试验过程中，由于离心机箱底面各点的加速度不一致导致实验结果有所偏差，与实际工况贴合不够紧密。因此，如何对离心机箱进行改造并使得离心机箱底面双边方向下加速度在实验全过程中保持一致是解决此类问题的关键。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术一种考虑双边方向下加速度一致的土工离心机箱及试验方法。本专利技术的土工离心机箱所采用的技术方案是：一种考虑双边方向下加速度一致的土工离心机箱，其特征在于：包括箱体、测量板、支撑板和伸缩装置；所述测量板、支撑板上下平行固定设置在所述箱体内；所述支撑板上设置有若干个安放所述伸缩装置的方形孔，所述伸缩装置若干，一一安装在所述若干个安放所述伸缩装置的方形孔内。作为优选，所述箱体内侧板下部对称设置有第一凸起横杆，所述支撑板通所述第一凸起横杆固定安装在所述箱体下部。作为优选，所述箱体内侧板上部对称设置有第二凸起横杆，所述测量板通所述第二凸起横杆固定安装在所述箱体上部。作为优选，所述测量板的四角各设置有一个螺丝孔，所述测量板通过四角上的螺丝孔固定于所述箱体两侧侧板上部第二凸起横杆上。作为优选，所述伸缩装置从上至下由激光传感器、加速度计、远程控制模块、伸缩杆和套筒组成，依靠伸缩杆在套筒内的滑动完成伸缩动作。远程控制模板自带电力，激光传感器、加速度计与离心机中的数据记录器相连接。本专利技术的试验方法所采用的技术方案是：一种利用考虑双边方向下加速度一致的土工离心机箱进行试验的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在实验开始前，激光传感器通过发射激光到测量板进行测距，依靠伸缩杆在套筒内的滑动完成伸缩动作调整伸缩装置的位置，确保离心机箱下部平面上任意一点到测量板的距离与试验预设值一致；步骤2：在离心机运行过程中，加速度计测量伸缩装置的加速度，并实时判断加速度与预设值是否一致；若是，则执行下述步骤3；若否，则通过远程控制模块远程控制调整伸缩装置的位置，从而使箱底形成双边方向上加速度一致的平面；然后下述执行步骤3；步骤3：当伸缩装置调整到适当位置时，离心机箱底部便形成了一个类似于椭球面的形状，此时形成的曲面上的任意一点离心加速度与预设值一致。本专利技术与现有技术相比有以下优点：1.本专利技术从长边方向和短边方向同时考虑离心机箱底面上微小加速度的一致性，克服了传统离心机箱局部离心加速度不同的问题，提高了实验的准确性；2.本专利技术操作简单，具有可拆卸组合性，较为容易的控制整个实验过程省时省力。附图说明图1为本专利技术实施例的离心机箱整体图；图2为本专利技术实施例的测量板示意图；图3为本专利技术实施例的支撑板和伸缩装置(侧视)示意图；图4为本专利技术实施例的支撑板和伸缩装置(斜视)示意图。具体实施方式为了便于本领域普通技术人员理解和实施本专利技术，下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参考图1、图2、图3、图4，本专利技术提供的一种考虑双边方向下加速度一致的土工离心机箱，包括箱体4、测量板1、支撑板6和伸缩装置12；测量板1、支撑板6上下平行固定设置在箱体4内；支撑板6上设置有若干个安放伸缩装置12的方形孔，伸缩装置12若干，一一可拆卸地安装在若干个安放伸缩装置12的方形孔内。本实施例的箱体4内侧板下部对称设置有第一凸起横杆3，支撑板6通第一凸起横杆3固定安装在箱体4下部。本实施例的箱体4内侧板上部对称设置有第二凸起横杆5，测量板1通第二凸起横杆5固定安装在箱体4上部。本实施例的测量板1的四角各设置有一个螺丝孔2，测量板1通过四角上的螺丝孔2固定于箱体4两侧侧板上部第二凸起横杆5上。本实施例的伸缩装置12从上至下由激光传感器7、加速度计8、远程控制模块9、伸缩杆10和套筒11组成，依靠伸缩杆10在套筒11内的滑动完成伸缩动作。本实施例还提供了一种考虑双边方向下加速度一致的土工离心机箱进行试验的方法，包括以下步骤：步骤1：在实验开始前，激光传感器7通过发射激光到测量板1进行测距，依靠伸缩杆10在套筒内11的滑动完成伸缩动作调整伸缩装置12的位置，确保离心机箱下部平面上任意一点到测量板的距离与试验预设值一致；步骤2：在离心机运行过程中，加速度计8测量伸缩装置12的加速度，并实时判断加速度与预设值是否一致；若是，则执行下述步骤3；若否，则通过远程控制模块9远程控制调整伸缩装置12的位置，从而使箱底形成双边方向上加速度一致的平面；然后下述执行步骤3；步骤3：当伸缩装置12调整到适当位置时，离心机箱底部便形成了一个类似于椭球面的形状，此时形成的曲面上的任意一点离心加速度与预设值一致。尽管本说明书较多地使用了测量板1、螺丝孔2、第一凸起横杆3、箱体4、第二凸起横杆5、支撑板6、激光传感器7、加速度计8、远程控制模块9、伸缩杆10、套筒11、伸缩装置12等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本专利技术的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本专利技术精神相违背的。应当理解的是，除非另有明确的规定和限定，本说明书中采用的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。“第一”“第二”“第三”“第四”不代表任何的序列关系，仅是为了方便描述进行的区分。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本专利技术专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本专利技术的启示下，在不脱离本专利技术权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本专利技术的保护范围之内，本专利技术的请求保护范围应以所附权利要求为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑双边方向下加速度一致的土工离心机箱，其特征在于：包括箱体(4)、测量板(1)、支撑板(6)和伸缩装置(12)；所述测量板(1)、支撑板(6)上下平行固定设置在所述箱体(4)内；所述支撑板(6)上设置有若干个安放所述伸缩装置(12)的方形孔，所述伸缩装置(12)若干，一一安装在所述若干个安放所述伸缩装置(12)的方形孔内。

【技术特征摘要】
1.一种考虑双边方向下加速度一致的土工离心机箱，其特征在于：包括箱体(4)、测量板(1)、支撑板(6)和伸缩装置(12)；所述测量板(1)、支撑板(6)上下平行固定设置在所述箱体(4)内；所述支撑板(6)上设置有若干个安放所述伸缩装置(12)的方形孔，所述伸缩装置(12)若干，一一安装在所述若干个安放所述伸缩装置(12)的方形孔内。2.根据权利要求1所述的考虑双边方向下加速度一致的土工离心机箱，其特征在于：所述箱体(4)内侧板下部对称设置有第一凸起横杆(3)，所述支撑板(6)通所述第一凸起横杆(3)固定安装在所述箱体(4)下部。3.根据权利要求1所述的考虑双边方向下加速度一致的土工离心机箱，其特征在于：所述箱体(4)内侧板上部对称设置有第二凸起横杆(5)，所述测量板(1)通所述第二凸起横杆(5)固定安装在所述箱体(4)上部。4.根据权利要求3所述的考虑双边方向下加速度一致的土工离心机箱，其特征在于：所述测量板(1)的四角各设置有一个螺丝孔(2)，所述测量板(1)通过四角上的螺丝孔(2)固定于所述箱体(4)两侧侧板上部第二凸起横杆(5)上。5.根据权利要求1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：方堃，唐辉明，郭沁颖，姜耀飞，夏丁，吴琼，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42