一种有限土体刚性挡墙土压力模型试验装置

摘要

本实用新型公开了一种有限土体刚性挡墙土压力模型试验装置。该装置包括模型箱、加载系统、挡土墙和量测系统。模型箱侧面嵌固钢化玻璃，模型箱底板上焊接刚性垫块，加载侧设置反力架，框架上焊接八组卡位钢块；反力架上安装两套可独立工作的加载系统，通过固定铰支座与移动挡墙相连接；固定边界根据填土宽度需要安装到指定卡位钢块上；挡土墙上埋设有微型土压力盒；移动挡墙后方安装有百分表；数码照相机置于模型箱侧面正前方。模拟不同填土宽度、墙土接触面、挡墙位移和变位模式，监测主动或者被动土压力的变化，探求土体位移场和滑裂面。本实用新型能为有限土体情况下的土压力问题研究提供有效的试验数据支持，并对于之后理论分析模型提供帮助。

主权项

一种有限土体刚性挡墙土压力模型试验装置，其特征在于，包括模型箱、加载系统、挡土墙和量测系统四个部分；所述模型箱由模型箱底座(1)、模型箱底板(2)、模型箱框架(3)、钢化玻璃(4)、卡位钢块(5)、加载系统反力架(6)和刚性垫块(13)组成；所述模型箱底座(1)由工字钢焊接而成；所述模型箱底板(2)由不锈钢板四周点焊于模型箱底座(1)上；所述模型箱框架(3)由不锈钢条焊接而成，并焊接于模型箱底座(1)和模型箱底板(2)上，在侧面的不锈钢条中开槽；所述钢化玻璃(4)通过硅胶嵌固于侧面的不锈钢条的槽线中；所述卡位钢块(5)焊接于模型箱底板(2)和模型箱框架(3)上；所述加载系统反力架(6)的断面呈梯形，由两块梯形的钢板、三条横向钢条和反力架钢板(6‑1)焊接而成，并焊接于模型箱底座(1)上；所述刚性垫块(13)为槽型垫块，焊接于模型箱底板(2)上，并在其上两侧各焊接一根圆钢条；所述加载系统由上下共两套可独立工作的设备组成，每套设备由三相变频调速电机(7)、减速机(8)、丝杆升降机(9)和变频器(10)组成，丝杆升降机(9)固定于反力架钢板(6‑1)，减速机(8)分别和丝杆升降机(9)、三相变频调速电机(7)固定连接；所述丝杆升降机(9)包含主体和丝杆(9‑1)；所述挡土墙包括移动挡墙(11)和固定边界(12)两块刚性挡墙；所述移动挡墙(11)由移动挡墙加固肋(11‑3)、移动挡墙铝合金板(11‑1)和移动挡墙尼龙板(11‑2)从模型装置左侧至右侧依次固定连接，移动挡墙(11)通过固定铰支座(17)连接至加载系统，移动挡墙(11)的两侧面各自粘贴软毛窗刷条(20)并涂抹凡士林；所述固定边界(12)由固定边界尼龙板(12‑2)、固定边界铝合金板(12‑1)、固定边界加固肋(12‑3)和移动把手(16)从模型装置左侧至右侧依次固定连接，固定边界(12)的固定边界铝合金板(12‑1)刚好紧靠四角处的四个卡位钢块(5)，固定边界(12)的两侧面各自粘贴软毛窗刷条(20)；所述移动挡墙尼龙板(11‑2)、固定边界尼龙板(12‑2)按照微型土压力盒(14)的尺寸预挖孔洞且在与移动挡墙铝合金板(11‑1)、固定边界铝合金板(12‑1)接触面侧挖槽；所述固定铰支座(17)由铰支座底座(17‑1)、铰支座转动铰(17‑2)、铰支座插销(17‑3)和钢套筒(17‑4)组成；所述铰支座底座(17‑1)由一块底部水平钢板和两块竖向钢板焊接而成，两块竖向钢板之间能刚好放置铰支座转动铰(17‑2)，且通过挖孔形成铰支座插销(17‑3)所需的孔洞；所述的铰支座转动铰(17‑2)顶部圆环形、底部螺纹形；所述铰支座插销(17‑3)为内部攻丝、外部抛光的钢筒，通过弹簧钢螺丝将其固定于铰支座插销(17‑3)的预留孔洞中；所述钢套筒(17‑4)为内部攻丝的圆钢筒，将丝杆(9‑1)和铰支座转动铰(17‑2)组装连接；所述量测系统包括微型土压力盒(14)、百分表(18)和数码照相机；所述微型土压力盒(14)总共十六个，分为两组，分别沿着移动挡墙(11)和固定边界(12)的中线埋设于挡土墙上预留的孔洞中以量测各深度范围内的土压力值，微型土压力盒(14)信号传输线通过移动挡墙尼龙板(11‑2)、固定边界尼龙板(12‑2)上的槽线引出；所述百分表(18)利用百分表磁性表座(19)固定，百分表(18)的伸缩杆顶在移动挡墙(11)上，百分表(18)用于移动挡墙(11)位移的量测，一共设置三个测点，均布置在与丝杆(9‑1)的中心同一水平面上，其中两个布置在下侧的丝杆(9‑1)的左右侧； 所述的百分表磁性表座(19)为轴接式磁力表座；所述数码照相机放置于模型箱侧面正前方。