CN107101877B - 一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台 - Google Patents

一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台 Download PDF

Info

Publication number
CN107101877B
CN107101877B CN201710480631.1A CN201710480631A CN107101877B CN 107101877 B CN107101877 B CN 107101877B CN 201710480631 A CN201710480631 A CN 201710480631A CN 107101877 B CN107101877 B CN 107101877B
Authority
CN
China
Prior art keywords
frame
angle
subframe
variable
test platform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710480631.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107101877A (zh
Inventor
晏长根
孙巍锋
许江波
包含
石玉玲
江冠军
郭腾飞
万琪
张志权
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changan University
Original Assignee
Changan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changan University filed Critical Changan University
Priority to CN201710480631.1A priority Critical patent/CN107101877B/zh
Publication of CN107101877A publication Critical patent/CN107101877A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107101877B publication Critical patent/CN107101877B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G01N3/10—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by pneumatic or hydraulic pressure
    • G01N3/12—Pressure testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014—Type of force applied
    • G01N2203/0016—Tensile or compressive
    • G01N2203/0019—Compressive
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/003—Generation of the force
    • G01N2203/0042—Pneumatic or hydraulic means
    • G01N2203/0048—Hydraulic means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

本发明公开了一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台，包括用于成型复杂斜坡地质模型的试验平台框架、用于控制试验平台框架角度变换的角度控制装置、对复杂斜坡地质模型进行压力加载的加载***和用于控制加载***的加载控制装置，试验平台框架上铺设组合挡板。本发明通过利用多个子框架变角装置使得多个子框架经过灵活变换能够形成单直线滑动结构面、双折线滑动结构面和具有倾向相反夹角的两个相交滑动结构面，且所形成的结构面的倾角大小可任意调整，能够实现比较复杂的有或无加固防护结构的单结构面滑动岩质滑体、双折线结构面滑动岩质滑体和楔形岩质滑体的变形破坏研究，能够实现试验时试验平台框架角度变化和加载压力的精密调节。

Description

一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台
技术领域
本发明属于地质模型试验设备技术领域，涉及一种可供研究斜坡地质模型变形破坏及其防护结构变形受力的试验平台设备，具体涉及一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台。
背景技术
斜坡一般包括天然边坡和人工边坡，由于内外因不利综合作用，斜坡常常演变为突发性滑坡地质灾害，往往造成交通中断及较大的经济和人员伤亡。因此，有关斜坡方面的科学研究一直是岩土工程界专家和学者研究的焦点。一直以来，鉴于实际现场斜坡科学研究存在耗资较大、妨碍施工及工作条件恶劣等缺陷，而斜坡地质模型试验则可克服了上述缺陷，且具备可重复性，故其常作为一项进行斜坡变形破坏及其防护结构变形受力科学研究的有效手段。因此，斜坡地质模型试验平台的发明制作显得尤其必要。例如，中国发明专利CN101086494B,申请号为200710069866.8，专利名称为：地基与边坡工程模型试验平台；中国发明专利CN103452144B，申请号为201310289820.2，专利名称为：岩土工程大型立体综合模拟试验台；中国发明专利CN103884831B，申请号为201410135920.4，专利名称为：一种路基边坡与地下工程多功能三维模型试验平台，中国实用新型专利CN204882545U，申请号为201520544590.4，专利名称为：顺层岩质边坡滑移试验***，已经为边坡模型试验研究提供了较多的选择。一般来说，岩质斜坡的主要研究对象是沿着某个产状的结构面或多个不同产状组合的结构面产生变形破坏的滑体，滑体以下的稳定岩体一般可不作为主要的研究对象，而上述专利中试验时往往需要浇筑滑体滑面以下的稳定岩体，实则是一种浪费，岩质滑坡产生滑动的结构面往往可能是双折线结构面或是具有倾向相反夹角的两个相交滑动结构面。因此，应该提供一种能够模拟岩质滑坡产生滑动的结构面的综合岩土工程试验平台。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台，通过设置底框架和安装在底框架上的且由多个子框架组合而成的可变框架，利用多个子框架变角装置使得多个子框架经过灵活变换能够形成单直线滑动结构面、双折线滑动结构面和具有倾向相反夹角的两个相交滑动结构面，且所形成的结构面的倾角大小可任意调整，能够实现比较复杂的有或无加固防护结构的单结构面滑动岩质滑体、双折线结构面滑动岩质滑体和楔形岩质滑体的变形破坏研究，能够实现试验时试验平台框架角度变化和加载压力的精密调节。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台，其特征在于：包括用于成型所述复杂斜坡地质模型的试验平台框架、用于控制所述试验平台框架角度变换的角度控制装置、对所述复杂斜坡地质模型进行压力加载的加载***和用于控制所述加载***的加载控制装置，所述试验平台框架上铺设组合挡板；
所述试验平台框架包括底框架，所述底框架的下方安装有水平转轴，所述底框架的上方可拆卸安装有可变框架，所述可变框架由多个子框架组合而成，所述可变框架的四周设置有呈竖直布设的防护框架，所述底框架的左右两侧设置有用于支撑底框架的支架；
所述角度控制装置包括设置在底框架下方用于改变所述底框架角度的底框架变角装置和设置在多个所述子框架下方用于改变多个所述子框架角度的子框架变角装置；
所述加载***包括加载装置以及与所述加载装置连接且用于承受所述加载装置反作用力的反力架，所述反力架通过两个对称设置的拉杆机构与所述水平转轴的两端转动连接，所述加载装置对反力架施加的反作用力与反力架的作用面相垂直。
上述的一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台，其特征在于：所述底框架变角装置和所述子框架变角装置的结构相同，所述底框架变角装置和所述子框架变角装置均为液压变角装置。
上述的一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台，其特征在于：所述加载装置为液压加载机构，所述液压加载机构包括加载油缸和用于驱动加载油缸的加载油缸驱动机构。
上述的一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台，其特征在于：所述控制装置包括控制器和连接在控制器输出端的底框架变角装置驱动机构和多个子框架变角装置的驱动机构，所述控制器的输入端连接有用于监测所述试验平台框架角度变化的角度监测单元和用于监测所述加载装置加载压力的加载压力监测单元，所述控制器的输出端与加载油缸驱动机构连接。
上述的一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台，其特征在于：多个所述子框架相互之间和所述子框架与所述防护框架之间均为转动连接，多个所述子框架相互之间通过第一铰接机构连接，多个所述子框架与所述防护框架之间通过第二铰接机构连接。
上述的一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台，其特征在于：所述反力架的左右两侧设置有用于调整反力架转动角度的转盘机构，所述转盘机构包括与反力架固定连接的第一圆盘和与第一圆盘通过紧固件连接的第二圆盘。
上述的一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台，其特征在于：所述拉杆机构包括拉杆和与所述拉杆连接且用于支撑拉杆的拉杆支架，所述拉杆的一端与第二圆盘固定连接，所述拉杆的另一端套装在水平转轴上，所述拉杆支架的一端与拉杆连接，所述拉杆支架的另一端活动连接在底框架上。
上述的一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台，其特征在于：所述防护框架包括与所述可变框架均转动连接的左侧框架、右侧框架和后侧框架以及安装在底框架上的前侧框架，所述左侧框架和所述右侧框架的结构相同，所述底框架的前端上固定安装有两个平行布设的立柱，两个所述立柱的顶端安装有安装轴，所述前侧框架安装在所述安装轴上，所述前侧框架的下端通过插销结构固定。
上述的一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台，其特征在于：所述左侧框架和所述右侧框架的外侧均设置有导向装置，所述导向装置包括L型钢管以及分别套装在L型钢管上的第一导套和第二导套，所述第一导套固定安装在底框架上，所述第二导套与所述左侧框架或所述右侧框架连接。
上述的一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台，其特征在于：所述组合挡板包括铺设在所述子框架上的底板和固定安装在所述防护框架上的护板，所述底板上安装有水管，所述护板的材质为透明有机玻璃或钢化玻璃。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过设置底框架和安装在底框架上的且由多个子框架组合而成的可变框架，利用多个子框架变角装置使得多个子框架经过灵活变换能够形成单直线滑动结构面、双折线滑动结构面和具有倾向相反夹角的两个相交滑动结构面，且所形成的结构面的倾角大小可任意调整，能够实现比较复杂的有或无加固防护结构的单结构面滑动岩质滑体、双折线结构面滑动岩质滑体和楔形岩质滑体的变形破坏研究，免去了滑面以下稳定岩体的模型浇筑，节约了试验的资金和人力消耗。
2、本发明通过设置对复杂斜坡地质模型进行压力加载的加载***和用于控制试验平台框架和加载***的控制装置，能够对复杂斜坡地质模型进行加载破坏，以弥补斜坡地质模型因尺寸缩小而较难变形破坏的不足；并通过控制装置控制液压加载驱动机构、底框架变角装置驱动机构、第一子框架变角装置驱动机构、第二子框架变角装置驱动机构、第三子框架变角装置驱动机构和第四子框架变角装置驱动机构，自动化控制，智能化程度高，能够实现试验时试验平台框架角度变化和加载压力的精密调节。
3、本发明在试验前，三种模拟模型的滑动面或结构面粗糙程度和浸水湿润工况能够通过人为控制，可以模拟不同结构面类型及其抗剪力学强度参数变化的边坡变形破坏研究，适用范围广。
4、本发明通过在可变框架四周布设防护框架，且在防护框架上安装材质为透明有机玻璃或钢化玻璃的护板，操作人员能够清楚地观察试验时斜坡地质模型变形破坏的整个过程，确保试验后能够更好地进行相关分析和研究，本试验平台还可以开展各类斜坡、路基、隧道、基坑等岩土工程领域的相关科学研究，能够循环使用，利用率高。
综上所述，本发明通过设置底框架和安装在底框架上的且由多个子框架组合而成的可变框架，利用多个子框架变角装置使得多个子框架经过灵活变换能够形成单直线滑动结构面、双折线滑动结构面和具有倾向相反夹角的两个相交滑动结构面，且所形成的结构面的倾角大小可任意调整，能够实现比较复杂的有或无加固防护结构的单结构面滑动岩质滑体、双折线结构面滑动岩质滑体和楔形岩质滑体的变形破坏研究，能够实现试验时试验平台框架角度变化和加载压力的精密调节。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为本发明底框架的结构示意图。
图4为本发明可变框架的结构示意图。
图5为本发明可变框架、左侧框架、右侧框架和后侧框架的连接关系示意图。
图6为本发明第一铰接机构的结构示意图。
图7为本发明第一铰接机构与底框架的连接关系示意图。
图8为本发明第二铰接机构的结构示意图。
图9为图1中A-A剖视图。
图10为本发明控制***原理框图。
图11为本发明导向装置的结构示意图。
图12为本发明底板与水管的连接关系示意图。
图13为本发明试验模型一的结构示意图。
图14为本发明模拟试验模型一时，底框架与可变框架的结构示意图。
图15为本发明试验模型二的结构示意图。
图16为本发明模拟试验模型二时，底框架与可变框架的结构示意图。
图17为本发明试验模型三的结构示意图。
图18为本发明模拟试验模型三时，底框架与可变框架的结构示意图。附图标记说明:
1—底框架； 1-1—长边梁； 1-2—短边梁；
1-3—第一连通梁； 1-4—第二连通梁； 1-5—安装通孔；
1-6—安装座； 2-1—第一子框架； 2-2—第二子框架；
2-3—第三子框架； 2-3-1—U型架； 2-4—第四子框架；
3-1—防护框架一； 3-2—防护框架二； 3-3—防护框架三；
3-4—防护框架四； 3-5—防护框架五； 3-6—防护框架六；
3-7—前侧框架； 4—水平转轴； 5—支架；
6—底框架变角装置； 6-1—底框架变角装置驱动机构；
7-1—第一子框架变角装置； 7-1-1—第一子框架变角装置驱动机构；
7-2—第二子框架变角装置； 7-2-1—第二子框架变角装置驱动机构；
7-3—第三子框架变角装置； 7-3-1—第三子框架变角装置驱动机构；
7-3-2—顶升油缸； 7-3-3—顶升油缸底座；
7-3-4—固定支座； 7-3-5—第一销轴；
7-3-6—铰耳； 7-3-7—第二销轴；
7-4—第四子框架变角装置； 7-4-1—第四子框架变角装置驱动机构；
8—加载油缸； 8-1—液压加载驱动机构；
9—反力架； 10-1—第一圆盘； 10-2—第二圆盘；
10-2-1—弧形槽孔； 11—拉杆； 12—拉杆支架；
13-1—L型钢管； 13-2—第一导套； 13-3—第二导套；
13-4—C型架； 13-5—连接轴； 13-6—套管；
13-7—条形钢板； 13-8—锁紧螺母； 13-9—螺杆；
14—底板； 15—水管； 16—铰接轴；
17—第一铰接件； 18—第二铰接件； 19—第三铰接件；
20—螺栓； 21—第四铰接件； 22—控制器；
23-1—第一子框架角度监测单元； 23-2—第二子框架角度监测单元；
23-3—第三子框架角度监测单元； 23-4—第四子框架角度监测单元；
23-5—底框架角度监测单元； 24—加载压力监测单元；
25—操作显示单元。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明包括用于成型所述复杂斜坡地质模型的试验平台框架、用于控制所述试验平台框架角度变换的角度控制装置、对所述复杂斜坡地质模型进行压力加载的加载***和用于控制所述加载***的加载控制装置，所述试验平台框架上铺设组合挡板；
所述试验平台框架包括底框架1，所述底框架1的下方安装有水平转轴4，所述底框架1的上方可拆卸安装有可变框架，所述可变框架由多个子框架组合而成，所述可变框架的四周设置有呈竖直布设的防护框架，所述底框架1的左右两侧设置有用于支撑底框架1的支架5；
所述角度控制装置包括设置在底框架1下方用于改变所述底框架1角度的底框架变角装置6和设置在多个所述子框架下方用于改变多个所述子框架角度的子框架变角装置；
所述加载***包括加载装置以及与所述加载装置连接且用于承受所述加载装置反作用力的反力架9，所述反力架9通过两个对称设置的拉杆机构与所述水平转轴4的两端转动连接，所述加载装置对反力架9施加的反作用力与反力架9的作用面相垂直。
通过采用底框架变角装置6改变底框架1的放置角度，采用多个所述子框架变角装置使所述可变框架能够灵活变换，底框架1与所述可变框架配合变换能够成型所述复杂斜坡地质模型，例如单直线滑动结构面、双折线滑动结构面、具有倾向相反夹角的两个相交滑动结构面，且底框架1与所述可变框架配合变换的倾角大小可任意调整，可以实现比较复杂的有或无加固防护结构的单结构面滑动岩质滑体、双折线结构面滑动岩质滑体和楔形岩质滑体的变形破坏研究。
如图3、图4和图5所示，底框架1为由两个平行布设的长边梁1-1和两个平行布设的短边梁1-2组成矩形框架，且所述矩形框架内还设置有用于连通两个短边梁1-2的第一连通梁1-3、用于连通两个长边梁1-1的第二连通梁1-4，所述第一连通梁1-3与长边梁1-1平行布设，第二连通梁1-4与短边梁1-2平行布设，底框架1的下方安装有用于支撑所述子框架变角装置的安装座1-6，所述安装座1-6上开设有多个安装通孔。
本实施例中，所述可变框架和所述子框架均为矩形框架，所述子框架的数量为四个，四个所述子框架分别为第一子框架2-1、第二子框架2-2、第三子框架2-3和第四子框架2-4。
本实施例中，所述底框架变角装置6和所述子框架变角装置的结构相同，所述底框架变角装置6和所述子框架变角装置均为液压变角装置。
如图1和图2所示，所述子框架变角装置的数量为四个，所述底框架变角装置6和四个所述子框架变角装置的结构相同，所述底框架变角装置6和四个所述子框架变角装置均为液压变角装置，四个所述子框架变角装置分别为第一子框架变角装置7-1、第二子框架变角装置7-2、第三子框架变角装置7-3和第四子框架变角装置7-4。
实际使用时，多个子框架变角装置的驱动机构包括第一子框架变角装置驱动机构7-1-1、第二子框架变角装置驱动机构7-2-1、第三子框架变角装置驱动机构7-3-1和第四子框架变角装置驱动机构7-4-1，第三子框架变角装置驱动机构7-3-1与顶升油缸7-3-2连接。
如图9所示，第三子框架变角装置7-3包括顶升油缸7-3-2、安装在顶升油缸7-3-2下方的顶升油缸底座7-3-3和与顶升油缸底座7-3-3铰接的固定支座7-3-4，顶升油缸底座7-3-3与固定支座7-3-4通过第一销轴7-3-5铰接，固定支座7-3-4固定安装在第三子框架2-3上的安装座1-6上，顶升油缸7-3-2的伸出端上设置有铰耳板，第三子框架2-3的底面上设置有U型架2-3-1，所述U型架2-3-1上转动连接有铰耳7-3-6，所述铰耳7-3-6与所述铰耳板通过第二销轴7-3-7铰接。
实际使用时，利用铰耳7-3-6与所述铰耳板将顶升油缸7-3-2安装在第三子框架2-3的底面上，由于铰耳7-3-6转动连接在U型架2-3-1上，即当顶升油缸底座7-3-3不固定时，顶升油缸7-3-2能够自传360°，当第三子框架2-3在需要沿着X轴方向或Y轴方向改变角度两者之间发生改变时，由于第三子框架变角装置7-3在工作过程中，要求顶升油缸7-3-2的轴线与第二销轴7-3-7的轴线相垂直，才能当顶升油缸7-3-2伸出端伸长时，固定支座7-3-4和第二销轴7-3-7承担顶升油缸7-3-2的反作用力，不需要拆卸整个第三子框架变角装置7-3进行重新安装，而是只需要转动固定支座7-3-4的安装方向。
本实施例中，所述加载装置为液压加载机构，所述液压加载机构包括加载油缸8-1和用于驱动加载油缸8-1的加载油缸驱动机构8-2，采用液压加载机构具有加载力稳定、冲击小等优点。
如图10所示，所述控制装置包括控制器22和连接在控制器22输出端的底框架变角装置驱动机构6-1和多个子框架变角装置的驱动机构，所述控制器22的输入端连接有用于监测所述试验平台框架角度变化的角度监测单元和用于监测所述加载装置加载压力的加载压力监测单元24，所述控制器22的输出端与加载油缸驱动机构8-2连接，控制器22的输出端还连接有操作显示单元25。
本实施例中，四个所述子框架相互之间和所述子框架与所述防护框架之间均为转动连接，四个所述子框架相互之间通过第一铰接机构连接，四个所述子框架与所述防护框架之间通过第二铰接机构连接，实际使用时，所述可变框架的长度方向为X轴方向，所述可变框架的宽度方向为Y轴方向。
本实施例中，四个所述子框架相互之间通过第一铰接机构连接，因为不仅要实现在水平平面内四个所述子框架之间的连接，同时要实现在竖直平面内四个所述子框架与底框架1之间的连接。
如图6和图7所示，所以第一铰接机构包括铰接轴16、套装在铰接轴16上的第一铰接件17、第二铰接件18和第三铰接件19，第一铰接件17和第二铰接件18分别连接在相邻两个所述子框架上，第一铰接件17和第二铰接件18的结构相同，四个所述子框架通过螺栓20固定连接在底框架1上，所述第三铰接件19上设置有供螺栓20安装的螺纹孔。
如图3所示，所述底框架1的长边梁1-1、短边梁1-2、第一连通梁1-3和第二连通梁1-4上均开设有用于供螺栓20穿过的安装通孔1-5。
根据铰接轴16的长度，确定套装在铰接轴16上的第一铰接件17、第二铰接件18和第三铰接件19的数量，同时，所述底框架1上开设有多个供螺栓20穿过的安装通孔1-5，所述安装通孔1-5的开设位置与第三铰接件19的布设位置相适应，实际使用时，当任意一个所述子框架需要脱离底框架1并变化角度时，则需要将用于连接任意一个所述子框架与底框架1的螺栓20拆卸，才能实现任意一个所述子框架的角度变化。
如图1和图2所示，所述防护框架包括与所述可变框架均转动连接的左侧框架、右侧框架和后侧框架以及安装在底框架1上的前侧框架，所述左侧框架和所述右侧框架的结构相同，所述底框架1的前端上固定安装有两个平行布设的立柱，两个所述立柱的顶端安装有安装轴，所述前侧框架3-7安装在所述安装轴上，所述前侧框架3-7的下端通过插销结构固定。
所述左侧框架包括与第一子框架2-1连接的防护框架一3-1和与第二子框架2-2连接的防护框架二3-2；所述右侧框架包括与第三子框架2-3连接的防护框架五3-5和与第四子框架2-4连接的防护框架六3-6；所述防护框架一3-1、防护框架二3-2、防护框架五3-5和防护框架六3-6的结构均相同。
所述后侧框架包括与第四子框架2-4连接的防护框架三3-3和与第二子框架2-2连接的防护框架四3-4，所述防护框架三3-3和防护框架四3-4的结构相同。
本实施例中，为了保证第一子框架2-1与第二子框架2-2能够沿着Y轴方向顺利变化，避免防护框架一3-1与防护框架二3-2发生折叠碰撞的现象，所以，第一子框架2-1与防护框架一3-1之间和第二子框架2-2与防护框架二3-2之间均通过第二铰接机构连接，与所述第一铰接机构不同的是，如图8所示，所述第二铰接机构包括铰接轴16、套装在铰接轴16上的第一铰接件17、第四铰接件21和第三铰接件19，第四铰接件21连接在第一子框架2-1上，第一铰接件17连接在防护框架一3-1上，第一铰接件17和第四铰接件21的结构不同，第四铰接件21包括套装在铰接轴16上的套管和安装在套管圆周面上的螺杆，所述螺杆穿过第一子框架2-1或第二子框架2-2，且所述螺杆上配合安装有调节螺母，通过旋拧调节螺母，能够调整防护框架一3-1靠近或者远离第一子框架2-1的距离，以及能够调整防护框架二3-2靠近或者远离第二子框架2-2的距离，从而能够将防护框架一3-1与防护框架二3-2错开至不同平面内，保证了第一子框架2-1与第二子框架2-2能够沿着Y轴方向顺利变化，但是，实际使用中，由于当第一子框架2-1与防护框架一3-1之间和第二子框架2-2与防护框架二3-2之间均使用第二铰接机构连接时，将会大大的增加了试验平台框架调整的工作量，因此，可以选择第一子框架2-1与防护框架一3-1之间或第二子框架2-2与防护框架二3-2之间两者之一采用第一铰接机构连接，既能够满足第一子框架2-1与第二子框架2-2能够沿着Y轴方向顺利变化的要求，又能够减少试验平台框架调整的工作量，使用效果好。
同理，为了保证第三子框架2-3与第四子框架2-4能够沿着Y轴方向顺利变化，第三子框架2-3与防护框架五3-5通过第二铰接机构连接。
同理，为了保证第二子框架2-2与第四子框架2-4能够沿着X轴方向顺利变化，第四子框架2-4与防护框架三3-3通过第二铰接机构连接。
如图1所示，所述反力架9的左右两侧设置有用于调整反力架9转动角度的转盘机构，所述转盘机构包括与反力架9固定连接的第一圆盘10-1和与第一圆盘10-1通过紧固件连接的第二圆盘10-2。
本实施例中，所述第一圆盘10-1上开设有供所述紧固件穿过的安装孔，所述第二圆盘10-2上开设有供所述紧固件穿过的弧形槽孔10-2-1。
本实施例中，所述拉杆机构包括拉杆11和与所述拉杆11连接且用于支撑拉杆11的拉杆支架12，所述拉杆11的一端与第二圆盘10-2固定连接，所述拉杆11的另一端套装在水平转轴4上，所述拉杆支架12的一端与拉杆11连接，所述拉杆支架12的另一端活动连接在底框架1上。
实际使用时，拉杆支架12由钢管和套装在所述钢管内的螺纹杆组成，所述钢管的一端铰接在拉杆11的中部，所述钢管的另一端与所述螺纹杆连接，所述底框架1上固定安装有螺纹套，所述螺纹杆插装在所述螺纹套内，位于所述螺纹套上下两端的螺纹杆上均安装有锁紧螺母，实际使用时，当底框架1在底框架变角装置6的作用下绕着水平转轴4转动一定角度后，利用悬挂在试验棚钢梁上的吊链起吊反力架9，反力架9带动拉杆11绕着水平转轴4转动，从而拉杆11带动拉杆支架12的螺纹杆在所述螺纹套内移动，需要注意的是，在反力架9起吊前，必须将两个所述锁紧螺母分别向远离所述螺纹套的两个方向上移动，便于在所述螺纹杆上预留出所述螺纹杆在所述螺纹套内移动的距离；当反力架9的位置确定好之后，旋拧两个所述锁紧螺母，将所述螺纹杆固定。
如图11所示，所述左侧框架和所述右侧框架的外侧均设置有导向装置，所述导向装置包括L型钢管13-1以及分别套装在L型钢管13-1上的第一导套13-2和第二导套13-3，所述第一导套13-2固定安装在底框架1上，所述第二导套13-3与所述左侧框架或所述右侧框架连接。
优选的，所述第二导套13-3上设置有螺杆13-9，所述左侧框架或所述右侧框架上固定连接有条型钢板13-7，所述螺杆13-9穿过条型钢板13-7通过锁紧螺母13-8固定在所述左侧框架或所述右侧框架上。
优选的，第二导套13-3的下方设置用于为L型钢管13-1提供活动导向的C型架13-4，所述C型架13-4的开口处连接有连接轴13-5，所述连接轴13-5上套装有套管13-6，使得L型钢管13-1滑动灵活。
本实施例中，所述组合挡板包括铺设在所述子框架上的底板14和固定安装在所述防护框架上的护板，所述护板的材质为透明有机玻璃或钢化玻璃，便于试验人员对于试验过程的观察。
如图12所示，所述底板14上安装有用于人为控制底板14与所述复杂斜坡地质模型之间的湿润程度的水管15，所述水管15的管壁上开设有多个漏水孔。
实际使用时，如图13所示的试验模型一，所述试验模型一为具有单直线滑动结构面的地质模型，为了成型所述试验模型一，如图14所示，利用底框架变角装置6将底框架1沿着水平转轴4顺时针旋转一个角度α，此时，底框架1与所述可变框架固定连接，即所述可变框架随着底框架1一起沿着水平转轴4顺时针旋转一个角度α。
如图15所示的试验模型二，所述试验模型二为具有双折线滑动结构面的地质模型，为了成型所述试验模型二，如图16所示，首先，需要将底框架1上用于固定第二子框架2-2和第四子框架2-4的螺栓20拆卸，需要注意的是，安装在Y轴方向上的用于固定第二子框架2-2和第四子框架2-4的螺栓20可以不用拆卸；接着，利用底框架变角装置6将底框架1沿着水平转轴4顺时针旋转一个角度α，然后，分别利用第二子框架变角装置7-2和第四子框架变角装置7-4将第二子框架2-2和第四子框架2-4沿着Y轴方向顺时针旋转一个角度β，即可成型具有双折线滑动结构面的试验模型。
如图17所示的试验模型三，所述试验模型三为具有倾向相反夹角的两个相交滑动结构面的地质模型，为了成型所述试验模型三，如图18所示，首先，需要将底框架1上用于固定第一子框架2-1、第二子框架2-2、第三子框架2-3和第四子框架2-4的螺栓20拆卸，需要注意的是，安装在X轴方向第一铰接结构上的用于连接所述可变框架与底框架1的螺栓20不能拆卸；接着，利用底框架变角装置6将底框架1沿着水平转轴4顺时针旋转一个角度α，然后，分别利用第一子框架变角装置7-1和第二子框架变角装置7-2将第一子框架2-1和第二子框架2-2均沿着X轴方向旋转一个角度γ1，分别利用第三子框架变角装置7-3和第四子框架变角装置7-4将第三子框架2-3和第四子框架2-4均沿着X轴方向旋转一个角度γ2，即可成型具有倾向相反夹角的两个相交滑动结构面的试验模型，实际使用时，利用本综合岩土工程试验平台，还能够实现对各类斜坡、基坑、隧道、路基等试验模型的模拟，应用范围广泛。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台，其特征在于：包括用于成型所述复杂斜坡地质模型的试验平台框架、用于控制所述试验平台框架角度变换的角度控制装置、对所述复杂斜坡地质模型进行压力加载的加载***和用于控制所述加载***的加载控制装置，所述试验平台框架上铺设组合挡板；
所述试验平台框架包括底框架(1)，所述底框架(1)的下方安装有水平转轴(4)，所述底框架(1)的上方可拆卸安装有可变框架，所述可变框架由多个子框架组合而成，所述可变框架的四周设置有呈竖直布设的防护框架，所述底框架(1)的左右两侧设置有用于支撑底框架(1)的支架(5)；所述防护框架包括与所述可变框架均转动连接的左侧框架、右侧框架和后侧框架以及安装在底框架(1)上的前侧框架，所述左侧框架和所述右侧框架的结构相同，所述底框架(1)的前端上固定安装有两个平行布设的立柱，两个所述立柱的顶端安装有安装轴，前侧框架(3-7)安装在所述安装轴上，所述前侧框架(3-7)的下端通过插销结构固定；
所述角度控制装置包括设置在底框架(1)下方用于改变所述底框架(1)角度的底框架变角装置(6)和设置在多个所述子框架下方用于改变多个所述子框架角度的子框架变角装置；
所述加载***包括加载装置以及与所述加载装置连接且用于承受所述加载装置反作用力的反力架(9)，所述反力架(9)通过两个对称设置的拉杆机构与所述水平转轴(4)的两端转动连接，所述加载装置对反力架(9)施加的反作用力与反力架(9)的作用面相垂直。
2.按照权利要求1所述的一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台，其特征在于：所述底框架变角装置(6)和所述子框架变角装置的结构相同，所述底框架变角装置(6)和所述子框架变角装置均为液压变角装置。
3.按照权利要求1所述的一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台，其特征在于：所述加载装置为液压加载机构，所述液压加载机构包括加载油缸(8-1)和用于驱动加载油缸(8-1)的加载油缸驱动机构(8-2)。
4.按照权利要求1所述的一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台，其特征在于：所述控制装置包括控制器(22)和连接在控制器(22)输出端的底框架变角装置驱动机构(6-1)和多个子框架变角装置的驱动机构，所述控制器(22)的输入端连接有用于监测所述试验平台框架角度变化的角度监测单元和用于监测所述加载装置加载压力的加载压力监测单元(24)，所述控制器(22)的输出端与加载油缸驱动机构(8-2)连接。
5.按照权利要求1所述的一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台，其特征在于：多个所述子框架相互之间和所述子框架与所述防护框架之间均为转动连接，多个所述子框架相互之间通过第一铰接机构连接，多个所述子框架与所述防护框架之间通过第二铰接机构连接。
6.按照权利要求1所述的一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台，其特征在于：所述反力架(9)的左右两侧设置有用于调整反力架(9)转动角度的转盘机构，所述转盘机构包括与反力架(9)固定连接的第一圆盘(10-1)和与第一圆盘(10-1)通过紧固件连接的第二圆盘(10-2)。
7.按照权利要求6所述的一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台，其特征在于：所述拉杆机构包括拉杆(11)和与所述拉杆(11)连接且用于支撑拉杆(11)的拉杆支架(12)，所述拉杆(11)的一端与第二圆盘(10-2)固定连接，所述拉杆(11)的另一端套装在水平转轴(4)上，所述拉杆支架(12)的一端与拉杆(11)连接，所述拉杆支架(12)的另一端活动连接在底框架(1)上。
8.按照权利要求1所述的一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台，其特征在于：所述左侧框架和所述右侧框架的外侧均设置有导向装置，所述导向装置包括L型钢管(13-1)以及分别套装在L型钢管(13-1)上的第一导套(13-2)和第二导套(13-3)，所述第一导套(13-2)固定安装在底框架(1)上，所述第二导套(13-3)与所述左侧框架或所述右侧框架连接。
9.按照权利要求1所述的一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台，其特征在于：所述组合挡板包括铺设在所述子框架上的底板(14)和固定安装在所述防护框架上的护板，所述底板(14)上安装有水管(15)，所述护板的材质为透明有机玻璃或钢化玻璃。
CN201710480631.1A 2017-06-22 2017-06-22 一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台 Active CN107101877B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710480631.1A CN107101877B (zh) 2017-06-22 2017-06-22 一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710480631.1A CN107101877B (zh) 2017-06-22 2017-06-22 一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107101877A CN107101877A (zh) 2017-08-29
CN107101877B true CN107101877B (zh) 2019-07-16

Family

ID=59663915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710480631.1A Active CN107101877B (zh) 2017-06-22 2017-06-22 一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107101877B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107727500B (zh) * 2017-09-29 2023-11-03 北京交通大学 一种测量抗拉强度的可变倾角拉伸试验装置和方法
CN107976530B (zh) * 2018-01-10 2023-10-03 吉林大学 一种模拟岩体楔形体滑动的装置
CN108225917B (zh) * 2018-01-18 2020-09-15 重庆大学 一种比例可调双向同步压缩实验原位观察装置
CN108918286B (zh) * 2018-09-12 2020-09-08 三峡大学 一种模拟空间多角度法向应力反力架装置及使用方法
CN114778435B (zh) * 2022-04-06 2024-06-21 重庆交通大学 一种用于模拟岩石块体滑动的实验装置

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101086494B (zh) * 2007-07-03 2010-05-26 浙江大学 地基与边坡工程模型试验平台
CN100592057C (zh) * 2007-11-16 2010-02-24 江苏大学 车辆电动助力转向***试验装置
CN102066710B (zh) * 2008-04-16 2018-06-22 米提亚·维克托·辛德克斯 新型往复式机器和其它装置
WO2009155918A2 (en) * 2008-06-26 2009-12-30 Pp Energy Aps Device for enabling access to a wind turbine
CN102458987B (zh) * 2009-04-06 2015-10-07 天空智慧有限公司 用来举起有效载荷的***、浮动单元和方法
CN101699247B (zh) * 2009-11-10 2011-05-18 青岛四方车辆研究所有限公司 车体综合试验台
CN101712439B (zh) * 2009-11-27 2012-07-04 三一汽车制造有限公司 起重机转场辅助装置、运输拖车及拆装起重机的方法
CN101923022B (zh) * 2010-07-23 2012-04-25 北京农业智能装备技术研究中心 手持式作物抗倒伏强度测量装置及其方法
CN102435507B (zh) * 2011-12-07 2013-05-15 武汉武船计量试验有限公司 一种金属材料弯曲试验装置
CN202548015U (zh) * 2012-02-21 2012-11-21 吉林大学 液压式复合载荷加载模式材料力学性能测试装置
CN203247613U (zh) * 2013-05-06 2013-10-23 长沙理工大学 角度可调的室内边坡模拟装置
CN203414286U (zh) * 2013-05-28 2014-01-29 上海市质量监督检验技术研究院 新型的多功能变角度加载试验机
CN103452144B (zh) * 2013-07-11 2015-07-15 北京工业大学 岩土工程大型立体综合模拟试验台
CN103884831B (zh) * 2014-04-04 2015-11-11 云南省交通规划设计研究院 一种路基边坡与地下工程多功能三维模型试验平台
CN103983393B (zh) * 2014-05-21 2016-08-17 中国航天空气动力技术研究院 一种大型六分力测量及变角度支撑装置
CN104076090B (zh) * 2014-07-16 2016-06-29 北京新联铁科技股份有限公司 一种并行升降不落轮车轮探伤机
CN104120643B (zh) * 2014-08-06 2016-08-24 戴纳派克（中国）压实摊铺设备有限公司 伸缩熨平板及其摊铺机
CN104181098B (zh) * 2014-09-11 2016-04-27 四川大学 高低温滑滚摩擦学性能实验台
CN104198369B (zh) * 2014-09-11 2016-04-27 四川大学 滑滚摩擦学性能实验台
CN104458433B (zh) * 2014-12-11 2016-09-14 中国矿业大学 一种截齿侵入煤岩破裂机理试验万向平台及使用方法
CN204903298U (zh) * 2015-07-17 2015-12-23 吉林大学 拉伸-剪切预载荷原位压痕测试装置
CN204882545U (zh) * 2015-07-24 2015-12-16 四川大学 顺层岩质边坡滑移试验***
CN205139134U (zh) * 2015-11-05 2016-04-06 天地科技股份有限公司 尺寸与倾角可调节式煤矿采场相似模型试验***
CN105300678B (zh) * 2015-11-11 2017-11-07 中国水产科学研究院东海水产研究所 一种网箱模型试验平台
CN205211289U (zh) * 2015-12-25 2016-05-04 西安科技大学 一种可变角度的物理相似模拟实验平台
CN106198235A (zh) * 2016-08-25 2016-12-07 安徽理工大学 基于地质力学模型试验的***模拟试验装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107101877A (zh) 2017-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107101877B (zh) 一种复杂斜坡地质模型试验用综合岩土工程试验平台
WO2021008278A1 (zh) 一种高速铁路采空区地基拟动力加载模型试验装置及方法
CN106885894A (zh) 高位滑坡模型试验***
CN104007025A (zh) 一种测试土工合成材料界面抗剪强度特性的多功能斜板仪
CN105842418B (zh) 实时量测开挖放坡滑坡坡***移应力的模型试验装置
CN205538954U (zh) 一种煤层群开采三维相似模拟装置
CN203069439U (zh) 用于叉车门架疲劳强度试验的试验台架
CN106593310A (zh) 多功能钻井实验台架
CN105887946B (zh) 一种模型桩组合式荷载的室内试验装置
CN205665117U (zh) 用于模拟块系岩体动态力学特性的实验装置
CN203247613U (zh) 角度可调的室内边坡模拟装置
CN110686980B (zh) 一种非均匀侧向荷载下隧道开挖模拟装置
CN106769143B (zh) 轨道式多功能钻井实验台架
CN206095583U (zh) 一种流路可调的泥石流模拟试验***
CN104330309A (zh) 光伏组件用机械载荷试验机
CN108844729A (zh) 一种冰与导管架结构相互作用的室内模型试验***
CN202473026U (zh) 一种固结-半固结成岩条件下泥岩涂抹形成演化物理模拟实验装置
CN102915666B (zh) 盾构开挖面主被动失稳教学演示仪
Zhang et al. Active failure characteristics and earth pressure distribution around deep buried shield tunnel in dry sand stratum
CN110320096A (zh) 一种适用于板柱结构-角柱节点抗冲切试验的加载装置
CN207780015U (zh) 边坡支护模型试验***
CN209311063U (zh) 一种双轮铣动力头试验工装
CN206920285U (zh) 一种液化后砂土表观黏度测量装置
CN203026035U (zh) 一种盾构开挖面主被动失稳教学演示仪
CN105043764A (zh) 一种变速箱教学试验台

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Yan Changgen

Inventor after: Sun Weifeng

Inventor after: Xu Jiangbo

Inventor after: Bao Han

Inventor after: Shi Yuling

Inventor after: Jiang Guanjun

Inventor after: Guo Tengfei

Inventor after: Wan Qi

Inventor after: Zhang Zhiquan

Inventor before: Yan Changgen

Inventor before: Xu Jiangbo

Inventor before: Sun Weifeng

Inventor before: Bao Han

Inventor before: Shi Yuling

Inventor before: Jiang Guanjun

Inventor before: Guo Tengfei

Inventor before: Wan Qi

Inventor before: Zhang Zhiquan

CB03 Change of inventor or designer information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant