【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑施工，具体涉及一种用于装配式面层支护设计的模拟设备及其模拟方法。
技术介绍
1、随着城市高层建筑、地铁和市政工程建设的发展，出现越来越多的深基坑工程。为了基坑安全，普遍的做法是在坑壁上铺设钢筋网片进行喷射混凝土进行基坑支护，实际操作时既费时费力，又存在污染环境的问题。且在膨胀土边坡中，因降水引起岩土膨胀，脆性的喷射混凝土将产生裂缝甚至破坏，降低边坡安全性。这就需要装配式面层支护结构，这一种边坡支护形式不仅对环境污染程度小的，还具有简易、轻便的特点。但岩土工程问题复杂多变，在不同的土性条件及复杂的环境下，仍存在装配式面层支护结构设计不合理的问题。因此，需要探寻一种用于装配式面层支护设计的模拟设备及其试验方法，研究不同面层支护结构形式在降水环境下的支护效果，为今后装配式面层支护的设计理论和施工方法提供一定的借鉴，并保障其实际应用的安全可靠。
2、目前，一些学者已经对绿色装配式边坡的防护形式展开了探索，例如，宋向荣(2020)以京雄铁路机场2号线明挖隧道工程为背景，研究了这种新型防护结构的特点与优势。莫凡(2021)等以南宁国际空港综合交通枢纽工程为例，对装配式防护体系在膨胀土地区的应用进行探索和研究。以上工艺均在现场有成功的实践，但支护结构的设计方案由于各地不同的地质环境，并不具有推广性，迫切需求一种用于装配式面层支护设计的模拟设备及其试验方法。
技术实现思路
1、为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种用于装配式面层支护设计的模拟设备及其模拟方法，以解决由
2、为实现上述目的，提供一种用于装配式面层支护设计的模拟设备，包括：
3、承台，所述承台的上方架设有反力架，所述反力架上位置可调地安装有两电动滑台；
4、试验箱，所述试验箱中灌注有岩土材料，所述试验箱的一侧壁的内侧位置可调地安装有机械臂，所述机械盘可拆卸地安装有用于在所述岩土材料中开挖形成边坡的铲斗、用于安装装配式面层的夹具或用于在所述边坡中打入土钉的钻杆；
5、加载千斤顶，安装于一电动滑台，所述加载千斤顶的伸缩端连接有对准于所述岩土材料的顶面的压板，所述一电动滑台还安装有喷头；
6、用于采集所述边坡的图像的图像采集装置，安装于另一电动滑台；
7、压力传感器，埋设于所述岩土材料中；
8、应变片，安装于所述土钉上；
9、控制器，连接于所述电动滑台、所述机械臂、所述加载千斤顶、所述喷头、所述图像采集装置、所述压力传感器和所述应变片。
10、进一步的，所述反力架包括：
11、多个立柱，所述立柱竖设于所述承台；
12、支承框，安装于多个所述立柱的顶部，所述电动滑台位置可调地安装于所述支承框。
13、进一步的，所述支承框的相对两侧的内壁形成有第一滑槽，所述电动滑台包括：
14、驱动梁，所述驱动梁的两端分别安装有第一电动滚轮，所述电动滚轮滑设于所述第一滑槽中，所述驱动梁的相对两侧分别开设有第二滑槽；
15、移动座，所述移动座的顶部的相对两侧分别安装有第二电动滚轮，所述移动座的相对两侧的第二电动滚轮分别滑设有所述驱动梁的两第二滑槽中，所述移动座上安装有所述加载千斤顶、所述喷头或所述图像采集装置。
16、进一步的，所述图像采集装置为摄像头。
17、进一步的，所述另一电动滑台的移动座上安装有卷扬机，所述卷扬机的卷筒缠绕有吊索，所述吊索连接有卸土桶。
18、进一步的，所述压力传感器为土压力盒传感器。
19、进一步的，所述试验箱的一侧壁形成有第三滑槽，所述机械臂的根部安装有第三电动滚轮，所述第三电动滚轮滑设于所述第三滑槽中。
20、本专利技术提供一种用于装配式面层支护设计的模拟设备的模拟方法，包括以下步骤：
21、将岩土材料注入试验箱内，并将压力传感器埋设于所述岩土材料中；
22、将铲斗安装于机械臂上；
23、控制器控制所述机械臂移动并通过铲斗开挖所述岩土材料以形成边坡；
24、将所述铲斗替换为夹具，所述控制器控制所述机械臂于所述边坡上安装装配式面层；
25、将所述夹具替换为钻杆以将土钉插入所述边坡以形成装配式面层支护结构；
26、所述控制器控制一电动滑台和喷头，根据预设降水量开启所述喷头对准所述岩土材料进行模拟降水；
27、所述控制器控制所述一电动滑台和加载千斤顶，所述加载千斤顶伸长以令压板压抵所述岩土材料的表面，模拟对所述边坡的坡顶进行加载；
28、图像采集装置采集加载过程中的所述边坡的图像、压力传感器采集加载过程中的所述岩土材料的内部的压力数据、应变片采集加载过程中的所述土钉的应力数据；
29、所述控制器获取所述图像、压力数据和应力数据以研究不同地层性质，在降水、加载条件下装配式面层支护结构的支护效果，以及地表变形规律、土钉受力、土压力变化规律。
30、本专利技术的有益效果在于，本专利技术的用于装配式面层支护设计的模拟设备，能实现任意边坡形状开挖、任意刚度面层安装、任意降水量控制，以研究不同地层性质，在降水、加载条件下装配式面层支护结构的支护效果，以及地表变形规律、土钉受力、土压力变化规律。本专利技术的用于装配式面层支护设计的模拟设备实现机械化、自动化的试验过程。
31、本专利技术的用于装配式面层支护设计的模拟设备在模拟研究装配式面层支护的问题方面具有真实全面的特点，可为装配式面层支护结构中各参数的设计与施工提供有力的保障，减少边坡装配式面层支护结构设计的不合理之处。
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1.一种用于装配式面层支护设计的模拟设备，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于装配式面层支护设计的模拟设备，其特征在于，所述反力架包括：
3.根据权利要求2所述的用于装配式面层支护设计的模拟设备，其特征在于，所述支承框的相对两侧的内壁形成有第一滑槽，所述电动滑台包括：
4.根据权利要求3所述的用于装配式面层支护设计的模拟设备，其特征在于，所述图像采集装置为摄像头。
5.根据权利要求3所述的用于装配式面层支护设计的模拟设备，其特征在于，所述另一电动滑台的移动座上安装有卷扬机，所述卷扬机的卷筒缠绕有吊索，所述吊索连接有卸土桶。
6.根据权利要求1所述的用于装配式面层支护设计的模拟设备，其特征在于，所述压力传感器为土压力盒传感器。
7.根据权利要求1所述的用于装配式面层支护设计的模拟设备，其特征在于，所述试验箱的一侧壁形成有第三滑槽，所述机械臂的根部安装有第三电动滚轮，所述第三电动滚轮滑设于所述第三滑槽中。
8.一种如权利要求1～7中任意一项所述的用于装配式面层支护设计的模拟设备的模拟方法，
...【技术特征摘要】
1.一种用于装配式面层支护设计的模拟设备，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于装配式面层支护设计的模拟设备，其特征在于，所述反力架包括：
3.根据权利要求2所述的用于装配式面层支护设计的模拟设备，其特征在于，所述支承框的相对两侧的内壁形成有第一滑槽，所述电动滑台包括：
4.根据权利要求3所述的用于装配式面层支护设计的模拟设备，其特征在于，所述图像采集装置为摄像头。
5.根据权利要求3所述的用于装配式面层支护设计的模拟设备，其特征在于，所述另一电动...
【专利技术属性】
技术研发人员：莫凡，林细桃，黄贵，程海林，柴小磊，高宗立，陆仕颖，覃敏宁，梁富家，冯靖，蒙思宇，谢齐巽，林崇玺，林崇鹏，
申请(专利权)人：中建八局广西建设有限公司，
类型：发明
国别省市：
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