CN104677739A - 一种二元结构土质边坡破坏的三维模型试验平台装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二元结构土质边坡破坏的三维模型试验平台装置，包括用于放置边坡模型的基座，基座边缘等距离设置有垂直立杆，垂直立杆两侧设有斜撑支架，处于左侧的垂直立杆内边缘安装有左有机玻璃板；边坡模型的前侧设有前挡板和上连接板，边坡模型的后侧设有后挡板，前挡板、上连接板和后挡板上均设有供第一螺杆和第二螺杆滑动的导槽，所述第一螺杆和第二螺杆的左边缘固定设有右有机玻璃板，右有机玻璃板为模型试验的观测面且其外表面刻有正方形网格；本发明结构简单新颖，适用于不同宽度和长度的相似模型，更利于初期二元结构面定位和后期位移观测，并严格满足边界约束条件，具有可拆卸、可组合、操作简便、功能多样、可重复性强的优点。

Description

一种二元结构土质边坡破坏的三维模型试验平台装置

技术领域

本发明涉及土木工程中岩土技术、力学领域，具体是一种二元结构土质边坡破坏的三维模型试验平台装置。

背景技术

我国是一个多山地、多复杂边坡的大国，每年的发生滑坡灾害较为严重，带来的损失也是非常的巨大。随着现代化进程和基础设施建设的加快，二元结构土质边坡的破坏对工程的影响较为严重，由于滑坡破坏较为复杂，所以针对二元结构土质边坡在物理模型试验研究二元结构土质边坡的破坏机理，可以模拟展现现场滑坡形式为具体建设工程提供有力的理论保障和支撑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二元结构土质边坡破坏的三维模型试验平台装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种二元结构土质边坡破坏的三维模型试验平台装置，包括用于放置边坡模型的基座，所述基座边缘等距离设置有垂直立杆，垂直立杆两侧设置有斜撑支架；处于左侧的垂直立杆内边缘通过螺丝固定安装有左有机玻璃板，边坡模型的前侧设有前挡板和上连接板，边坡模型的后侧设有后挡板，所述前挡板、上连接板和后挡板上均设有供第一螺杆和第二螺杆滑动的导槽，所述第一螺杆和第二螺杆的左边缘固定设置有右有机玻璃板，右有机玻璃板为模型试验的观测面；所述第一螺杆和第二螺杆在前挡板处用螺母固定连接，右有机玻璃板分别与第一螺杆和第二螺杆通过螺丝固定，边坡模型置于左有机玻璃板和右有机玻璃板之间；右侧垂直立杆与第一螺杆和第二螺杆间用支撑杆连接；所述左有机玻璃板、右有机玻璃板、前挡板、上连接板和后挡板均与基座垂直设置，所述前挡板和后挡板上均设有加强肋。

作为本发明进一步的方案：所述斜撑支架的一端与基座连接，斜撑支架的另一端固定连接在垂直立杆的中点处形成两侧三角稳固形式。

作为本发明再进一步的方案：所述第一螺杆和第二螺杆通过在后挡板左右两侧设置的螺母与后挡板固定，调节螺母实现后挡板在第一螺杆和第二螺杆上前后方向的移动；固定在第一螺杆和第二螺杆上的右有机玻璃板随第一螺杆和第二螺杆在导槽内实现左右方向的移动。

作为本发明再进一步的方案：所述右有机玻璃板外侧面上刻有正方形网格。

所述的二元结构土质边坡破坏的三维模型试验平台装置的使用方法，包括以下步骤：

（a）按照上述各零部件的连接方式组装本装置；

（b）二元结构土质边坡模型控制和结构面定义的过程：

通过调整第一螺杆和第二螺杆在导槽内的位置来调节边坡模型的试验宽度；然后通过调节后挡板处的螺母的前后位置确定后挡板的位置，从而确定边坡模型试验的长度；将二元结构土质边坡的一种土质放入本装置内，通过右有机玻璃板外侧的正方形网格定义画出下层土层的接触面形式，然后将上层土层加入本装置到试验位置。

（c）开始试验：

在边坡模型后上方用伺服液压机进行逐级加载，并观察坡面破坏情况和通过右有机玻璃板外侧的正方形网格观测土坡控制点位移情况，同时记录试验结果。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明为针对二元结构土质边坡破坏研究的一系列试验提供了一个平台，使试验具有可重复性；针对数值模拟，可以通过基于本发明基础上的相关试验，来补充试验结果，使试验具有补充性与验证性。

2、本发明具有可拆卸、可组合、操作简便、功能多样、可重复性强的优点。

3、本发明通过第一螺杆和第二螺杆在导槽内滑动和调节螺母位置进行边坡模型宽度和长度的调节；试验模型的观测面刻有正方形网格，可以有效的定位二元结构面和加载位移观测。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图 2 为图 1 的右视图；

图 3 为图 1 的俯视图。

图中：1-基座、2-第一螺杆、3-后挡板、4-第二螺杆、5-螺母、6-支撑杆、7-正方形网格、8-左有机玻璃板、9-前挡板、10-上连接板、11-右有机玻璃板、12-斜撑支架、13-垂直立杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～3，本发明实施例中，一种二元结构土质边坡破坏的三维模型试验平台装置，包括用于放置边坡模型的基座1，所述基座1边缘等距离设置有垂直立杆13，垂直立杆13两侧设置有斜撑支架12，斜撑支架12的一端与基座1连接，斜撑支架12的另一端固定连接在垂直立杆13的中点处形成两侧三角稳固形式；处于左侧的垂直立杆13内边缘通过螺丝固定安装有左有机玻璃板8，边坡模型的前侧设有前挡板9和上连接板10，边坡模型的后侧设有后挡板3，所述前挡板9、上连接板10和后挡板3上均设有供第一螺杆2和第二螺杆4滑动的导槽，所述第一螺杆2和第二螺杆4的左边缘固定设置有右有机玻璃板11，右有机玻璃板11为模型试验的观测面，右有机玻璃板的11外表面刻有正方形网格7；所述第一螺杆2和第二螺杆4在前挡板9处用螺母5固定连接，第一螺杆2和第二螺杆4通过在后挡板3左右两侧设置的螺母5与后挡板3固定，调节螺母5实现后挡板3在第一螺杆2和第二螺杆4上前后方向的移动；所述右有机玻璃板11分别与第一螺杆2和第二螺杆4通过螺丝固定，右有机玻璃板11随第一螺杆2和第二螺杆4在导槽内实现左右方向的移动；所述边坡模型置于左有机玻璃板8和右有机玻璃板11之间，右侧垂直立杆13与第一螺杆2和第二螺杆4间用支撑杆6连接；所述左有机玻璃板8、右有机玻璃板11、前挡板9、上连接板10和后挡板3均与基座1垂直设置，所述前挡板9和后挡板3上均设有加强肋。

所述的二元结构土质边坡破坏的三维模型试验平台装置的使用方法，包括以下步骤：

（a）按照上述各零部件的连接方式组装本装置；

（b）二元结构土质边坡模型控制和结构面定义的过程：

通过调整第一螺杆2和第二螺杆4在导槽内的位置来调节边坡模型的试验宽度；然后通过调节后挡板3处的螺母5的前后位置确定后挡板3的位置，从而确定边坡模型试验的长度；将二元结构土质边坡的一种土质放入本装置内，通过右有机玻璃板11外侧的正方形网格7定义画出下层土层的接触面形式，然后将上层土层加入本装置到试验位置。

（c）开始试验：

在边坡模型后上方用伺服液压机进行逐级加载，并观察坡面破坏情况和通过右有机玻璃板11外侧的正方形网格7观测土坡控制点位移情况，同时记录试验结果。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。 

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种二元结构土质边坡破坏的三维模型试验平台装置，包括用于放置边坡模型的基座（1），其特征在于：所述基座（1）边缘等距离设置有垂直立杆（13），垂直立杆（13）两侧设置有斜撑支架（12）；处于左侧的垂直立杆（13）内边缘通过螺丝固定安装有左有机玻璃板（8），边坡模型的前侧设有前挡板（9）和上连接板（10），边坡模型的后侧设有后挡板（3），所述前挡板（9）、上连接板（10）和后挡板（3）上均设有供第一螺杆（2）和第二螺杆（4）滑动的导槽，所述第一螺杆（2）和第二螺杆（4）的左边缘固定设置有右有机玻璃板（11），右有机玻璃板（11）为模型试验的观测面；所述第一螺杆（2）和第二螺杆（4）在前挡板（9）处用螺母（5）固定连接，右有机玻璃板（11）分别与第一螺杆（2）和第二螺杆（4）通过螺丝固定，边坡模型置于左有机玻璃板（8）和右有机玻璃板（11）之间；右侧垂直立杆（13）与第一螺杆（2）和第二螺杆（4）间用支撑杆（6）连接；所述左有机玻璃板（8）、右有机玻璃板（11）、前挡板（9）、上连接板（10）和后挡板（3）均与基座（1）垂直设置，所述前挡板（9）和后挡板（3）上均设有加强肋。

2.根据权利要求1所述的二元结构土质边坡破坏的三维模型试验平台装置，其特征在于，所述斜撑支架（12）的一端与基座（1）连接，斜撑支架（12）的另一端固定连接在垂直立杆（13）的中点处形成两侧三角稳固形式。

3.根据权利要求1所述的二元结构土质边坡破坏的三维模型试验平台装置，其特征在于，所述第一螺杆（2）和第二螺杆（4）通过在后挡板（3）左右两侧设置的螺母（5）与后挡板（3）固定，调节螺母（5）实现后挡板（3）在第一螺杆（2）和第二螺杆（4）上前后方向的移动；固定在第一螺杆（2）和第二螺杆（4）上的右有机玻璃板（11）随第一螺杆（2）和第二螺杆（4）在导槽内实现左右方向的移动。

4.    根据权利要求1所述的二元结构土质边坡破坏的三维模型试验平台装置，其特征在于，所述右有机玻璃板（11）外表面上刻有正方形网格（7）。

5.一种如权利要求1-4任一所述的二元结构土质边坡破坏的三维模型试验平台装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

（a）按照上述各零部件的连接方式组装本装置；

（b）二元结构土质边坡模型控制和结构面定义的过程：

通过调整第一螺杆（2）和第二螺杆（4）在导槽内的位置来调节边坡模型的试验宽度；然后通过调节后挡板（3）处的螺母（5）的前后位置确定后挡板（3）的位置，从而确定边坡模型试验的长度；将二元结构土质边坡的一种土质放入本装置内，通过右有机玻璃板（11）外侧的正方形网格（7）定义画出下层土层的接触面形式，然后将上层土层加入本装置到试验位置；

（c）开始试验：

在边坡模型后上方用伺服液压机进行逐级加载，并观察坡面破坏情况和通过右有机玻璃板（11）外侧的正方形网格（7）观测土坡控制点位移情况，同时记录试验结果。