一种基坑开挖岩土离心机试验支撑撞击拆除方法技术

本发明专利技术公开了一种基坑开挖岩土离心机试验支撑撞击拆除方法，采用以下步骤：1)制作支撑体系塑料模型；2)制作石膏模具；3)制作钢化玻璃支撑体系；4)将钢化玻璃支撑体系安装在岩土离心机试验基坑模型中；在模型箱的顶部设置拆除装置，拆除装置包括撞击装置和及其二维平移装置，撞击装置包含驱动电机和金属撞击杵；待准备完毕后，开始离心机试验；5)在离心机运转过程中拆除钢化玻璃支撑体系，首先启动二维平移装置将撞击装置移动到水平支撑上方，然后启动撞击装置从上至下依次撞击水平支撑，实现水平支撑拆除。本发明专利技术不但能够达到拆除支撑的效果，还可以节省离心机模型空间留给模拟原型使用，进而提高模型空间的利用率。进而提高模型空间的利用率。进而提高模型空间的利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种基坑开挖岩土离心机试验支撑撞击拆除方法


[0001]本专利技术涉及岩土工程离心机模型试验
，具体涉及一种基坑开挖岩土离心机试验支撑撞击拆除方法。

技术介绍

[0002]岩土离心机试验是一种通过设置特定重力加速度，以较小尺寸模拟原型尺寸下岩土工程施工实况的试验方法，在土力学和岩土工程等各类领域运用广泛。然而目前模拟基坑开挖的岩土离心机试验存在两个主要问题，一是受限于离心机的昂贵造价，离心机内模型试验空间较小，在允许的最大重力加速度下能模拟的原型尺寸受到限制。二是在基坑支撑设置过程中，通常需要液压等装置来控制支撑的移动，由于液压装置相对较大，需要占据额外的模型试验空间，对原型尺寸的最大值进一步限制。

技术实现思路

[0003]本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种基坑开挖岩土离心机试验支撑撞击拆除方法，该方法能够显著提高模型空间的利用率。
[0004]本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种基坑开挖岩土离心机试验支撑撞击拆除方法，采用以下步骤：
[0005]1)采用CAD软件，绘制基坑水平支撑体系三维模型，并在模型一端设置连接板使多个水平支撑形成整体结构，然后采用3D打印技术制作支撑体系塑料模型；
[0006]2)将支撑体系塑料模型以水平支撑朝下、连接板朝上的方向放入待成型石膏浆中，静置至石膏成型后取出支撑体系塑料模型，获得石膏模具；
[0007]3)利用石膏模具制作钢化玻璃支撑体系；
[0008]4)将钢化玻璃支撑体系安装在岩土离心机试验基坑模型中，连接板与模型箱侧壁连接，水平支撑与地连墙连接；在模型箱的顶部设置拆除装置，拆除装置包括撞击装置和带动撞击装置的二维平移装置，撞击装置包含驱动电机和金属撞击杵，驱动电机的输出端朝下、与金属撞击杵连接，二维平移装置与模型箱顶口连接，采用平移电机驱动；待基坑内外土体填充至预设高度及各项试验设备准备完毕后，开始离心机试验；
[0009]5)在离心机运转过程中拆除钢化玻璃支撑体系时，首先启动二维平移装置将撞击装置移动到水平支撑上方，然后启动撞击装置从上至下依次撞击水平支撑，实现水平支撑拆除。
[0010]所述步骤4)，撞击驱动电机通过安装座与二维平移装置连接，在安装座上设有电机偏转调节结构和/或电机倾斜调节结构。
[0011]所述步骤4)，二维平移装置设有垂直滑动连接的X向轨道和Y向轨道，安装座连接在X向轨道和Y向轨道的交汇处，X向轨道和Y向轨道分别与固定轨道滑动连接，X向轨道和Y向轨道各由一台平移电机驱动，所述平移电机安装在模型箱上，固定轨道安装在模型箱的口部。
[0012]所述步骤4)，撞击杵下端采用圆椎结构。
[0013]本专利技术具有的优点和积极效果是：通过采用钢化玻璃制成的水平支撑体系以及电机驱动的拆除装置，通过电机对金属撞击杵的位移进行控制，以实现对钢化玻璃水平支撑的精准撞击破坏，达到拆除支撑的效果，同时通过采用电机驱动进行水平支撑的拆除，相较采用液压控制的拆除，拆除装置占用模型试验空间小，可以节省离心机模型空间，留给模拟原型使用，进而提高模型空间的利用率。本专利技术中的模具可以多次利用，试验方法简便、经济性好、通用性强、准确度高，具有良好的经济效益和科研价值，能够广泛推广应用。
附图说明
[0014]图1为应用本专利技术的立面图；
[0015]图2为图1的侧剖示图；
[0016]图3为图1的平面图；
[0017]图4为本专利技术所采用的钢化玻璃支撑体系结构示意图；
[0018]图5为本专利技术所采用的拆除装置结构示意图。
[0019]图中：1、金属撞击杵；2、水平支撑；3、地连墙；4、模型土体；5、模型箱；6、连接板；7、X向轨道；8、固定轨道；9、Y向轨道；10、驱动电机。
具体实施方式
[0020]为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
[0021]请参阅图1～图5，一种基坑开挖岩土离心机试验支撑撞击拆除方法，采用以下步骤：
[0022]1)采用CAD软件，绘制基坑水平支撑体系三维模型，并在模型一端设置连接板使多个水平支撑形成整体结构，然后采用3D打印技术制作支撑体系塑料模型。
[0023]2)将支撑体系塑料模型以水平支撑朝下、连接板朝上的方向放入待成型石膏浆中，静置至石膏成型后取出支撑体系塑料模型，获得石膏模具；采用石膏模具能够批量生产钢化玻璃支撑体系。
[0024]3)利用石膏模具制作钢化玻璃支撑体系，在石膏模具中倒入融化的钢化玻璃，待模具中正好填满后，迅速降温形成钢化玻璃支撑体系，以备用于岩土离心机试验。
[0025]4)将钢化玻璃支撑体系安装在岩土离心机试验基坑模型中，连接板6与模型箱5侧壁连接，水平支撑2与地连墙3连接。具体为采用502胶水将钢化玻璃支撑体系安装在岩土离心机试验基坑模型中，连接板与箱体粘连，水平支撑与地连墙紧贴。
[0026]在模型箱5的顶部设置拆除装置，拆除装置包括撞击装置和带动撞击装置的二维平移装置，撞击装置包含驱动电机10和金属撞击杵1，驱动电机10的输出端朝下、与金属撞击杵1连接，二维平移装置与模型箱5顶口连接，采用平移电机驱动。
[0027]待基坑内外模型土体4填充至预设高度及各项试验设备准备完毕后，开始离心机试验。
[0028]5)在离心机运转过程中拆除钢化玻璃支撑体系时，首先启动二维平移装置将撞击装置移动到水平支撑2上方，然后启动撞击装置从上至下依次撞击水平支撑2，实现水平支
撑2的拆除。
[0029]通过采用钢化玻璃制成的水平支撑体系以及电机驱动的拆除装置，通过电机对金属撞击杵的位移进行控制，以实现对钢化玻璃水平支撑的精准撞击破坏，达到模拟拆除支撑的效果，同时通过采用电机驱动进行水平支撑的拆除，相较采用液压控制的拆除，拆除装置占用模型试验空间小，留给模拟原型的尺寸大，可以提高模型试验空间的利用率。
[0030]在本实施例中，为了更好地完成试验，实现对金属撞击杵1撞击钢化玻璃水平支撑2数量和顺序的精准控制，所述步骤4)，驱动电机10通过安装座与二维平移装置连接，在安装座上设有电机偏转调节结构和/或电机倾斜调节结构，用于调整电机的倾角和偏转角度。为了实现水平支撑的快速拆除，撞击杵1的下端采用圆椎结构。但上述结构是示意性的，金属撞击杵1的形状与方向是可调的，以便于实现对水平支撑数量和顺序的精准控制。在本实施例中，二维平移装置设有垂直滑动连接的X向轨道7和Y向轨道9，安装座连接在X向轨道7和Y向轨道9的交汇处，X向轨道7和Y向轨道9分别与固定轨道8滑动连接，X向轨道7和Y向轨道9各由一台平移电机驱动，平移电机安装在模型箱5上，固定轨道8安装在模型箱5的口部。
[0031]上述方法的应用，请参阅图1～图5，模型箱长770mm，宽350mm，以基坑外土体高度为基准，本实施例基坑开挖深度160mm，地下连续墙入土深度240mm，两道支撑深度分别为20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基坑开挖岩土离心机试验支撑撞击拆除方法，其特征在于，采用以下步骤：1)采用CAD软件，绘制基坑水平支撑体系三维模型，并在模型一端设置连接板使多个水平支撑形成整体结构，然后采用3D打印技术制作支撑体系塑料模型；2)将支撑体系塑料模型以水平支撑朝下、连接板朝上的方向放入待成型石膏浆中，静置至石膏成型后取出支撑体系塑料模型，获得石膏模具；3)利用石膏模具制作钢化玻璃支撑体系；4)将钢化玻璃支撑体系安装在岩土离心机试验基坑模型中，连接板与模型箱侧壁连接，水平支撑与地连墙连接；在模型箱的顶部设置拆除装置，拆除装置包括撞击装置和带动撞击装置的平移装置，撞击装置包含驱动电机和金属撞击杵，驱动电机的输出端朝下、与金属撞击杵连接，平移装置与模型箱顶口连接，采用平移电机驱动；待基坑内外土体填充至预设高度及各项试验设备准备完毕后，开始离心机试验；5)在离心机运转...

【专利技术属性】
技术研发人员：李钟顺，傅予昆，郑刚，刁钰，苏奕铭，黄建友，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：