一种多功能岩土试验模型箱制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多功能岩土试验模型箱，包括反力架和底壁设有排水阀的箱体；若干组反立柱固定于箱体的对侧面，反力架包括横梁和立柱，呈“П”型；反立柱的外侧面、立柱的内侧面分别设有若干螺栓孔，并通过螺栓孔固定连接。箱体内可填入各种类型的土、砂及水，实现土的固结过程；反力架上可根据试验需求匹配液压油缸等不同的加荷装置，或安装定滑轮实现砝码加载；同时，根据试验的不同点位变换反力架的平面位置及高度，可满足各种试验要求。其克服了原岩土模型试验中各部分试验装置难以协调的问题，可满足多种岩土结构试验，功能完备，使用方便，具有较高的灵活度，可节省大量人力物力，实现不同的试验目的，具有很强的实用性和广泛的适用性。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能岩土试验模型箱
本专利技术涉及一种模型箱，具体涉及一种可应用于各种岩土试验的多功能试验模型箱。
技术介绍
模型试验是科学研究的一种重要研究方法，在涉及到岩土、水等的模型试验中，通常需要使用模型箱装载试验土及水。普通的模型箱功能单一，仅能满足作为容器的需求。在岩土结构试验中，需要进行土样制备、固结等操作，且通常需要对结构进行加载，且土样的制备时间较长，因此需在同一土样的不同位置进行加载试验，加载设备的定位、固定等操作十分繁琐，对人力消耗较大，且无法保证试验的精度。因此，专利技术一种既能进行土样制备、固结，又能满足多种试验加载设备的安装定位，且能变换不同加载点位的多功能试验模型箱，对于降低模型试验操作难度，提高试验效率，具有重大意义。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种既能实现土体的排水固结，又能满足试验不同点位加载需求的多功能岩土试验模型箱。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种多功能岩土试验模型箱，包括反力架和底壁设有排水阀的箱体；若干组反立柱固定于箱体的对侧面，反力架包括横梁和立柱，呈“П”型；反立柱的外侧面、立柱的内侧面分别设有若干螺栓孔，并通过螺栓孔固定连接。上述箱体的侧壁呈透明状，侧壁的材质优选为玻璃或透明亚克力。上述反立柱呈H型，螺栓孔沿纵向设于外侧，或外侧与内侧的翼缘板上。上述反力架的横梁的至少一端和立柱通过法兰连接。上述箱体的顶边为矩形管，顶边和底板之间设有若干支撑的方管。上述反立柱的底部和箱体的底板之间设有若干支撑板。上述箱体内部铺设反滤层。上述排水阀的位置高于箱体的底板。本专利技术的有益之处在于：本专利技术的一种多功能岩土试验模型箱，箱体内可填入各种类型的土、砂及水，实现土的固结过程；反力架上可根据试验需求匹配液压油缸等不同的加荷装置，或安装定滑轮实现砝码加载；同时，根据试验的不同点位变换反力架的平面位置及高度，可满足各种试验要求。本专利技术克服了原岩土模型试验中各部分试验装置难以协调的问题，可满足多种岩土结构试验，其功能完备，使用方便，具有较高的灵活度，可节省大量人力物力，实现不同的试验目的，具有很强的实用性和广泛的适用性。附图说明图1为本专利技术的箱体的结构示意图。图2为本专利技术的反力架的结构示意图。图3为本专利技术的加荷及采集装置的应用结构示意图。图4为本专利技术的真空固结系统的应用结构示意图。附图中标记的含义如下：1、反立柱，2、箱体，3、矩形管，4、方管，5、螺栓孔，6、支撑板，7、底板，8、排水阀，9、横梁，10、法兰，11、立柱。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作具体的介绍。一种多功能岩土试验模型箱，由箱体2和反力架组成。箱体2的骨架由底板7、矩形管3构成的顶边、及底板7和顶边的若干支撑的方管4构成，箱体2的侧壁为透明玻璃；排水阀8设于侧壁的底面，其位置高于底板7。若干组由H型钢制成的反立柱1固定于箱体2的对侧面，且翼缘板的外侧和内侧上设有若干沿纵向排列的螺栓孔5；于反立柱1的底部和底板7之间设有若干用于加固的支撑板6，呈三角形。反力架呈“П”型，由横梁9和立柱11组成；横梁9的至少一端和立柱11通过法兰10连接，立柱11的内侧面设有若干与反立柱1对应的螺栓孔5，并通过螺栓孔5固定连接。箱体2内部根据试验的要求铺设反滤层。实际使用时，在进行模型试验前，先根据试验要求铺设底部的反滤层，然后向箱体2中填入处理好的试验土，并同时进行震动压实等操作，直至试验土填入至设计深度。向模型箱中注水，并打开底部的排水阀8，接上水管并保持水管的出水口高度低于模型箱底部，使试验土排水固结。在反力架横梁9上安装加荷装置（千斤顶等），根据试验结构物的位置，将反力架吊至相应位置处的反立柱1上方，使反力架与反立柱1的螺栓孔5对应，使用螺栓将反力架与反立柱1固定。即可进行试验。若需要调整加荷装置的高度，则可将螺栓卸除，将反力架螺栓孔5对应至反立柱1上较低或较高排的螺栓孔5，并再次固定。若试验点位发生变化，则可将反力架卸下，安装至其他组的反立柱1上，反力架高度及加荷装置的位置亦可调整。反立柱1和立柱11固定式，可通过法兰10调节立柱11间的间距，即方便微调反力架的宽度，确保反力架顺利安装。实施例1加荷及采集装置的应用。如图3所示，附图标记：13、竖直向加载作动器，14、水平向加载作动器，15、激光位移传感器，16、控制及采集系统，17、可移动支座。横梁9配有竖直向加载作动器13（可为伺服油缸或伺服电动缸）。作动器上部的连接方式能保证作动器可沿横梁长度方向随意移动，并实现对结构物的竖向力或位移加载。反立柱1内侧带有若干排螺栓孔，有水平向加载作动器14，可通过螺栓固定于反立柱，实现对结构物的水平力或位移加载，可上下变换位置。加载作动器均自带力传感器，通过竖直和水平方向的加载作动器，可实现对结构物的单向竖直加载、单向水平加载、竖直水平耦合加载。加载作动器上设置激光位移传感器15，且其位置可进行微调，用于实时测量结构物发生的位移。控制及采集系统：具有综合控制及采集的功能。内部设有作动器控制器、作动器力和位移信号采集系统（力和位移传感器信号采集仪）。并可根据试验要求，加入特定的传感器信号采集模块（例如岩土试验常用的土压力传感器，孔隙水压力传感器等），并整体采集试验数据。采集系统不仅能储存、导出传感器采集的信号数值，还能实时通过显示器输出某个传感器信号的曲线图。实施例2真空固结系统的应用。如图4所示，附图标记：18、反滤层，19、土工布，20、储水罐，21、负压泵。真空固结系统包括：反滤层18：由石子或砂组成，填入模型箱底部，高度高于排水阀高度；土工布19：覆盖于反滤层之上，防止流土；储水罐20：通过水管连接排水阀8，全密封，用于储存抽出的水；负压泵21：连接储水罐，通过出水管对模型箱内施加负压。真空固结时，在模型箱上部覆盖一层塑料膜，连接负压泵、储水罐、模型箱。打开负压泵对模型箱施加负压，土中的水和空气便加速向下渗流，达到加速固结的效果。以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本专利技术，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能岩土试验模型箱，其特征在于，包括反力架和底壁设有排水阀的箱体；/n若干组反立柱固定于箱体的对侧面，/n反力架包括横梁和立柱，呈“П”型；/n反立柱的外侧面、立柱的内侧面分别设有若干螺栓孔，并通过螺栓孔固定连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种多功能岩土试验模型箱，其特征在于，包括反力架和底壁设有排水阀的箱体；
若干组反立柱固定于箱体的对侧面，
反力架包括横梁和立柱，呈“П”型；
反立柱的外侧面、立柱的内侧面分别设有若干螺栓孔，并通过螺栓孔固定连接。


2.根据权利要求1所述的一种多功能岩土试验模型箱，其特征在于，所述箱体的侧壁呈透明状。


3.根据权利要求1所述的一种多功能岩土试验模型箱，其特征在于，所述反立柱呈H型，螺栓孔沿纵向设于外侧，或外侧与内侧的翼缘板上。


4.根据权利要求1所述的一种多功能岩土试验模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹燎原，吴锋，刘占国，邱松，富坤，单海宇，黄泽麟，方江进，冉峻名，
申请(专利权)人：中交上海三航科学研究院有限公司，中交上海港湾工程设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31