【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及土木工程，具体为一种模拟基坑开挖主动控制的试验模拟装置。
技术介绍
1、近年来，随着城市人口的急剧增长，城市建设快速发展，深基坑工程日趋增多，基坑工程面临深度深、平面规模大、周围环境复杂、临近管线、管道建筑对基坑变形敏感。基坑开挖引起的基坑变形和和对周边建筑物、构筑物的影响越来越受到关注，现阶段对基坑变形的控制问题是深基坑设计和施工中被高度关注和重视的工程问题。传统基坑试验采用室内缩比例模型模拟试验的方法模拟基坑开挖，在岩土工程领域得到了广泛的应用。其中，针对基坑模拟的装置往往是按缩比例单独制作，基坑开挖及加载方式也只能按设计方案进行定制，难以通过单个基坑模型试验客观准确地模拟基坑开挖过程中的各个不同施工工况，进一步通过模拟试验研究寻找最优支护部位及加载策略是传统模型试验迫切需要解决的问题。
2、现有技术针对基坑开挖支撑已经有大量的实验研究，运用了各类实验装置；然而现有的各类实验装置的模拟箱的尺寸单一，但是实际建筑物规模所设计的基坑尺寸差异较大，为了匹配不同尺寸的基坑就需要有相应尺寸的模拟箱和加载装置与之匹配，传统方法缺乏了通用性，无形中增加了成本、造成了不便；传统基坑试验主要针对设计方案对将要开挖的基坑做被动式的验证。为能够尽可能简便地通过同一模拟试验装置实现对不同宽度基坑开挖的模拟，因此我们提出一种模拟基坑开挖主动控制的试验模拟装置对此进行改进。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对
技术介绍
中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种模拟基坑开挖主动
2、一种模拟基坑开挖主动控制的试验模拟装置，包括底板，所述底板上安装有模拟箱和反力支架,所述模拟箱的四角设置有四个转角块，至少一个转角块固定连接在底板上，相邻的转角块通过若干侧板相互可拆卸连接在一起；
3、其中，所述转角块两端设置有相互垂直的第一凸出部，所述侧板的两端设置有相互平行的第二凸出部，以使得侧板呈z字型或者t字型，第一凸出部与第二凸出部相互配合且通过紧固螺栓固定连接在一起；
4、所述模拟箱内部插设有多块亚克力板，亚克力板上设置有第三凸出部，相邻的亚克力板通过第三凸出部固定连接在一起，亚克力板上安装有应变片；
5、所述反力支架上设置有液压缸，所述液压缸用于驱动支撑力加载机构横向移动，所述支撑力加载机构用于对亚克力板施加支撑力。
6、进一步的方案，所述支撑力加载机构还包括滑轨，所述滑轨通过液压缸伸缩杆与液压缸的输出端相连接，所述滑轨上滑动有多个滑块，所述滑块用于带动所述支撑力加载机构沿着滑轨上下滑动。
7、进一步的方案，所述支撑力加载机构包括安装所述滑块上的固定框，所述固定框上转动连接有调节旋钮，所述调节旋钮的末端固定连接有第一锥型齿轮，所述第一锥型齿轮啮合连接有第二锥型齿轮，所述第二锥型齿轮内圈安装有螺纹套，所述螺纹套内部螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹套外部与设置在固定框内壁上的轴承座转动连接，所述螺纹杆的一端固定连接有第一滑板，所述第一滑板远离螺纹杆的一端固定连接有弹簧，所述弹簧远离第一滑板的一端固定连接有第二滑板，所述第一滑板和第二滑板与固定框内壁滑动配合，所述第二滑板远离弹簧的一端安装有固定杆，所述固定杆远离第二滑板的一端可拆卸连接有反力架，所述反力架远离固定杆的一端支撑在亚克力板上。
8、进一步的方案，所述固定框由透明材料制备而成，固定框上设置有刻度线。
9、进一步的方案，所述反力架包括伸缩杆，所述伸缩杆与固定杆可拆卸连接，所述伸缩杆远离固定杆的一端通过斜杆固定连接有联系梁，所述联系梁上安装有支撑杆，所述支撑杆穿过联系梁上开设的通槽后螺纹连接有紧固螺母，以使得支撑杆上安装的紧固块与联系梁相抵接。
10、进一步的方案，所述模拟箱靠近反力支架一端的侧板中部镂空，所述镂空部上设置有上挡砂土板，所述挡砂土板上安装有卡块，所述卡块与侧板上的卡槽相配合，以使得挡砂土板卡接着侧板上。
11、进一步的方案，所述转角块包括第一转角块、第二转角块、第三转角块和第四转角块，所述第一转角块固定连接在所述底板上，所述第二转角块上安装有固定块，所述固定块上螺纹连接有紧固螺栓，所述底板上间隔开设有若干螺纹孔，所述螺纹孔与紧固螺栓的底端螺纹连接，所述螺纹孔的间距与侧板的宽度相对应。
12、进一步的，所述模拟箱内壁涂覆有凡士林。
13、进一步的方案，所述模拟箱由透明材质制备而成。
14、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：(1)本专利技术通过侧板、第一转角块、第二转角块、第三转角块和第四转角块的相互配合，方便拼接成不同尺寸大小的模拟箱，同一模拟试验装置能够实现对不同相似比的基坑开挖进行模拟，第一转角块固定连接在底板上，通过紧固螺栓底端旋进对应的螺纹孔将第二转角块固定住，使得模拟箱在支撑力加载机构的作用下保持稳定；螺纹孔间隔设置且螺纹孔的间距与侧板的尺寸相适应，从而第二转角块的安装位置能够适应不同尺寸模拟箱；第三转角块和第四转角块通过侧板与第一转角块和第二转角块固定连接在一起，使之能够相互拼接在一起而组成模拟箱；
15、(2)本专利技术通过调节旋钮、第一锥形齿轮、第二锥形齿轮、螺纹套、螺纹杆、轴承座、第一滑板、第二滑板、弹簧和刻度线的相互配合，使得旋转调节旋钮后，通过第一锥形齿轮和第二锥形齿轮的传动连接，带动螺纹套旋转，由于第一滑板与第二滑板和固定框内部滑动连接，且固定框截面呈方形，当反力架与地连墙相抵后，进而带动螺杆和第一滑板进一步压缩弹簧，对基坑的施工步骤进行模拟，从而通过弹簧的形变获取到地连墙形变最小时对应的支撑力大小，以指导基坑工程施工。
16、(3)本专利技术的支撑力加载机构相比伺服加载系统具有操作方可重复使用、成本低的优点，通过调节旋钮、第一锥形齿轮、第二锥形齿轮、螺纹套、螺纹杆、轴承座、第一滑板、第二滑板和弹簧的相互配合，将调节旋钮的旋转运动巧妙地转化为螺纹杆沿着其中轴线方向的运动，从而方便支撑力加载机构驱动反力架支撑地连墙；
17、(4)本专利技术通过联系梁、紧固块、通槽、支撑杆和紧固螺母的相互配合，方便移动支撑杆在联系梁的位置，以使得支撑杆能够支撑在侧板上各个位置，避免侧板相互拼接处阻碍到支撑杆支撑在侧板上各个位置，使得装置的适用性更强。
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1.一种模拟基坑开挖主动控制的试验模拟装置，其特征在于：包括底板(1)，所述底板(1)上安装有模拟箱和反力支架(12),所述模拟箱的四角设置有四个转角块，至少一个转角块固定连接在底板(1)上，相邻的转角块通过若干侧板(6)相互可拆卸连接在一起；
2.根据权利要求1所述的一种模拟基坑开挖主动控制的试验模拟装置，其特征在于：所述支撑力加载机构还包括滑轨(15)，所述滑轨(15)通过液压缸伸缩杆(14)与液压缸(13)的输出端相连接，所述滑轨(15)上滑动有多个滑块(16)，所述滑块(16)用于带动所述支撑力加载机构沿着滑轨(15)上下滑动。
3.根据权利要求2所述的一种模拟基坑开挖主动控制的试验模拟装置，其特征在于：所述支撑力加载机构包括安装所述滑块(16)上的固定框(17)，所述固定框(17)上转动连接有调节旋钮(18)，所述调节旋钮(18)的末端固定连接有第一锥型齿轮(19)，所述第一锥型齿轮(19)啮合连接有第二锥型齿轮(20)，所述第二锥型齿轮(20)内圈安装有螺纹套(21)，所述螺纹套(21)内部螺纹连接有螺纹杆(23)，所述螺纹套(21)外部与设置
4.根据权利要求3所述的一种模拟基坑开挖主动控制的试验模拟装置，其特征在于：所述固定框(17)由透明材料制备而成，固定框(17)上设置有刻度线(171)。
5.根据权利要求3所述的一种模拟基坑开挖主动控制的试验模拟装置，其特征在于：所述反力架(11)包括伸缩杆(111)，所述伸缩杆(111)与固定杆(27)可拆卸连接，所述伸缩杆(111)远离固定杆(27)的一端通过斜杆(112)固定连接有联系梁(113)，所述联系梁(113)上安装有支撑杆(116)，所述支撑杆(116)穿过联系梁(113)上开设的通槽(115)后螺纹连接有紧固螺母(117)，以使得支撑杆(116)上安装的紧固块(114)与联系梁(113)相抵接。
6.根据权利要求5所述的一种模拟基坑开挖主动控制的试验模拟装置，其特征在于：所述模拟箱靠近反力支架(12)一端的侧板(6)中部镂空，所述镂空部上设置有挡砂土板(28)，所述挡砂土板(28)上安装有卡块(281)，所述卡块(281)与侧板(6)上的卡槽相配合，以使得挡砂土板(28)卡接着侧板(6)上。
7.根据权利要求1所述的一种模拟基坑开挖主动控制的试验模拟装置，其特征在于：所述转角块包括第一转角块(2)、第二转角块(3)、第三转角块(4)和第四转角块(5)，所述第一转角块(2)固定连接在所述底板(1)上，所述第二转角块(3)上安装有固定块(8)，所述固定块(8)上螺纹连接有紧固螺栓(9)，所述底板(1)上间隔开设有若干螺纹孔(10)，所述螺纹孔(10)与紧固螺栓(9)的底端螺纹连接，所述螺纹孔(10)的间距与侧板(6)的宽度相对应。
8.根据权利要求1所述的一种模拟基坑开挖主动控制的试验模拟装置，其特征在于：所述模拟箱内壁涂覆有凡士林。
9.根据权利要求1所述的一种模拟基坑开挖主动控制的试验模拟装置，其特征在于：所述模拟箱由透明材质制备而成。
...【技术特征摘要】
1.一种模拟基坑开挖主动控制的试验模拟装置，其特征在于：包括底板(1)，所述底板(1)上安装有模拟箱和反力支架(12),所述模拟箱的四角设置有四个转角块，至少一个转角块固定连接在底板(1)上，相邻的转角块通过若干侧板(6)相互可拆卸连接在一起；
2.根据权利要求1所述的一种模拟基坑开挖主动控制的试验模拟装置，其特征在于：所述支撑力加载机构还包括滑轨(15)，所述滑轨(15)通过液压缸伸缩杆(14)与液压缸(13)的输出端相连接，所述滑轨(15)上滑动有多个滑块(16)，所述滑块(16)用于带动所述支撑力加载机构沿着滑轨(15)上下滑动。
3.根据权利要求2所述的一种模拟基坑开挖主动控制的试验模拟装置，其特征在于：所述支撑力加载机构包括安装所述滑块(16)上的固定框(17)，所述固定框(17)上转动连接有调节旋钮(18)，所述调节旋钮(18)的末端固定连接有第一锥型齿轮(19)，所述第一锥型齿轮(19)啮合连接有第二锥型齿轮(20)，所述第二锥型齿轮(20)内圈安装有螺纹套(21)，所述螺纹套(21)内部螺纹连接有螺纹杆(23)，所述螺纹套(21)外部与设置在固定框(17)内壁上的轴承座(22)转动连接，所述螺纹杆(23)的一端固定连接有第一滑板(24)，所述第一滑板(24)远离螺纹杆(23)的一端固定连接有弹簧(25)，所述弹簧(25)远离第一滑板(24)的一端固定连接有第二滑板(26)，所述第一滑板(24)和第二滑板(26)与固定框(17)内壁滑动配合，所述第二滑板(26)远离弹簧(25)的一端安装有固定杆(27)，所述固定杆(27)远离第二滑板(26)的一端可拆卸连接有反力架(11)，所述反力架(11)远离固定杆(27)的一端支撑在亚克力板(7)上。
4.根据权利要求3所述的一种模拟基坑开挖主动控制的试验模拟装置，...
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