[发明专利]一种适用于室内土工模型实验槽的犁土装置

说明书

本发明公开了一种适用于室内土工模型实验槽的犁土装置，包括直线导轨、连接板、犁土器、加载装置和数据采集装置，犁土器可以实现竖向及水平向运动，通过调节犁土竖杆的高度和间距，可任意改变犁土的范围大小，灵活机动；其次，在两块连接板之间还接有传感器，除了可用作连接件以外，还可以监测犁土时的土体反力，及时改变加载的速度，充分保证犁土均匀，提高松土的质量。

技术领域

本发明涉及岩土工程室内土工模型领域，尤其是一种适用于室内土工模型实验槽的犁土装置。

背景技术

为了能更好的指导在设计和施工过程中遇到的技术问题，工程前期所进行的室内土工模型试验就显的尤为必要，尤其当涉及到土体与结构物相互作用的问题时。例如在测定不同埋置率情况下，管线竖直向与轴向运动时的管土相互作用试验中，由于管线可能会向任意方向运动，管线运动方向一侧的土体便会受到挤压形成土拱，导致土体被压密，如不及时翻松土体，则该区域土体会对接下来的试验产生影响；在利用离心机试验测定桩靴插入对土和临近桩的影响过程中，插桩过程会将上部的土破坏并向四周挤走，其挤土效应十分显著，在桩的四周形成明显挤压区，土的密实度增大；在不同径长比管桩的室内小比尺打桩模型试验中，由于管桩的贯入，周边的砂土会发生破坏，而管桩内部则形成土塞，使得土体密实度、性质发生改变；而在进行不同比尺模型锚贯入土体试验时，在拖锚过程中，锚冠的前方会形成破坏的土楔，对下一组试验产生明显的影响。由上可见，土体密实度的改变是一个不容忽视的问题，需要在试验开始前进行松土工作，以保证试验土层的均匀性以及试验的可重复性。对于室内模型试验来讲，小比尺的模型中的土虽然相对易于翻松，但十分繁琐，并且人工翻土作业具有随意性、不均匀以及费时费力等缺点；而对于较大比尺的模型试验，人工松土甚至缺乏可行性。因此，设计一款能够用于岩土工程、水利工程等领域的室内土工模型试验槽中的辅助松土装置便具有十分重要的科研与实用价值。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种适用于室内土工模型实验槽的犁土装置。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种适用于室内土工模型实验槽的犁土装置，包括直线导轨、连接板、犁土器、加载装置和数据采集装置；

所述直线导轨设置于实验槽的边沿上，连接板横跨于直线导轨之间，连接板由第一连接板和第二连接板构成，在第一连接板和第二连接板上分别设置有一组犁土器，所述犁土器包括横梁、竖梁、限位卡件、犁土竖杆和挡板，两个限位卡件分别设置于连接板的侧边上，竖梁设置于限位卡件内，可沿限位卡件上下移动，横梁设置于两根竖梁之间，在横梁上设置水平滑槽，犁土竖杆通过顶部的螺钉固定于水平滑槽内，挡板设置于连接板的底部；

所述加载装置包括速度控制箱、伺服电机、丝杠和丝杠螺母，速度控制箱与伺服电机相连，伺服电机与丝杠相连，丝杠螺母设置于丝杠上并与连接板的底面固定连接；

所述数据采集装置包括计算机、动静态应变采集仪和传感器，计算机与动静态应变采集仪相连，动静态应变采集仪与传感器相连，所述传感器设置于第一连接板和第二连接板之间。

在上述技术方案中，在所述连接板的底部设置滑块，滑块搭载于直线导轨上，使连接板可沿直线导轨进行滑动。

在上述技术方案中，所述限位卡件通过螺钉与连接板相固定连接，方便组装与拆卸。

在上述技术方案中，所述犁土竖杆的截面呈箭头状，设置于第一连接板和第二连接板的犁土竖杆的箭头方向相背，即箭头一端均朝向外侧。

在上述技术方案中，所述挡板与犁土竖杆相接触，在犁土竖杆进行犁土时为其提供提供支撑避免其发生弯折。

在上述技术方案中，所述传感器的数量为3个，分别通过线路与动静态应变采集仪相连接，传感器在起到连接作用的同时，还用于监测土体反力，便于及时改变加载的速度，最大限度优化犁土效果。