[发明专利]多功能拼装式岩土工程物理相似试验系统

说明书

本发明涉及一种多功能拼装式的岩土工程物理相似试验系统，其特征在于，其包括模型箱、加载装置和数据采集装置，其中，模型箱包括由可拆卸拼装的左侧板、右侧板、前侧板、后侧板和底板，加载装置包括试验机架、传感器、千斤顶和控制面板，千斤顶可沿水平横向和/或水平纵向滑动地设置在试验机架上并位于模型箱的上方，传感器设于千斤顶的上方，控制面板连接并控制和记录千斤顶和传感器的数据信息；加载装置置于模型箱的上方，数据采集装置用于采集并记录模型箱内模拟岩土工程模型的数据信息。本发明提供的系统增加试验时的针对性、准确性，提高试验装置的利用率，其可适用于模拟测试边坡、基坑开挖、桩基、复合地基、土层锚固等岩土工程问题。

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，具体涉及一种多功能拼装式岩土工程物理相似试验系统。

背景技术

近年来，随着我国经济的快速发展和基础设施等的大力投资，我国已经进入了基础设施大规模建设与发展的新阶段。随着岩土工程领域的不断发展，涉及地下水丰富、复杂地质条件、复杂施工环境等诸多岩土工程问题层出不穷，而基坑工程、边坡工程等也出现了深度深、规模大、施工复杂的新趋势。据统计，在21世纪90年代初时，我国最深的基坑约为20m，而目前国内深基坑的深度在30-40m也较为常见，边坡工程中的高边坡、软弱边坡、季节性区域边坡等复杂边坡问题也给研究者和技术人员不断带来挑战，在岩土工程应用的新工艺、新材料等也在探索中得到不断的改进与创新。采用室内物理相似试验的方法模拟解决复杂问题，在岩土工程领域得到了广泛的应用。

传统的室内物理相似试验的模型装置主要包括模型箱和加载装置。目前室内物理相似试验模型箱主要分为两类：固定加载的模型箱和振动作用模拟的层状剪切模型箱。层状剪切模型箱主要应用在模拟地下结构受地震荷载作用时的问题研究，由于模型箱本身可以分层移动，可以模拟振动时周围土层的振动响应。相比于层状剪切模型箱，固定加载的模型箱适用范围更加广泛，基坑工程、隧道工程、基础工程、边坡工程等岩土工程问题的相似试验模拟均可采用该类模型箱。该类模型箱一般是由侧壁和底板组成的容器，将模拟材料和结构按照一定的方式埋入，进行加载试验。现有模型箱的尺寸往往是固定的，模型箱的大小和形状通常不可调节，但岩土工程中的问题大多在尺寸上差异较大，如：研究土工材料问题时需要的尺寸较小，研究基坑工程、边坡工程问题时需要的尺寸较大。模型箱过小，势必会带来边界效应，影响试验结果的准确性；模型箱过大，需要充填更多的模拟材料，浪费物资和人力。传统模型箱大都是根据某个问题进行单独设计，无法完成其他岩土工程问题的试验研究，使用完毕后利用价值不高，造成浪费。另外，传统模型箱的侧壁与底板都是固定在一起的，无法拆卸，这就造成了一定的出土困难，而且在闲置时占用实验室空间较大，无法进行妥善安置。除此之外，传统模型箱通常只能解决某一类问题，应用范围较为单一，利用率不高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种多功能拼装式的岩土工程物理相似试验系统，其增加试验时的针对性、准确性，提高试验装置的利用率，其可适用于模拟测试边坡、基坑开挖、桩基、复合地基、土层锚固等岩土工程问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种多功能拼装式的岩土工程物理相似试验系统，其包括模型箱、加载装置和数据采集装置，其中，所述模型箱包括可拆卸拼装左侧板、右侧板、前侧板、后侧板和底板；所述加载装置包括试验机架、传感器、千斤顶和控制面板，所述千斤顶可沿水平横向和/或水平纵向滑动地设置在所述试验机架的上并位于所述模型箱的上方，所述传感器设于所述千斤顶上，所述控制面板连接并控制和记录所述千斤顶和传感器的数据信息；所述模型箱的长度大于所述加载装置的长度，宽度与所述加载装置的宽度匹配；所述加载装置置于所述模型箱的上方，所述数据采集装置用于采集并记录所述模型箱内模拟岩土工程模型的数据信息。