[发明专利]一种模型箱、传感器固定装置及其试验方法

说明书

技术领域

本发明属于岩土工程领域，涉及一种用于离心机模型试验的方法与装置。

背景技术

随着国民经济的快速增长，城市基础建设进入了空前的迅速发展阶段，尤其是在地下空间开发方面。由于地下工程的复杂性，很多工程需要进行离心机试验来模拟实际情况。一般试验机，譬如TLJ－150复合型岩土离心试验机，该试验机共配备大小不等的三个模型箱。每次试验需要根据不同的需要选择模型箱。模型箱的尺寸是固定的，而每一次的试验模型大小各异，因此需要根据试验模型定制刚性板填充模型箱空白部分，同时需要重新定制传感器固定装置以满足不同的传感器布置要求。

现有的传感器固定装置均为固定式设计，即只能在该装置的特定位置安装传感器，这给试验带来了很大的麻烦。每次不同的试验都要对原有装置进行改装或重新制作，不仅拖延了试验周期，同时大大增加试验成本。因此迫切的需要一种“通用型”传感器固定装置，能够适应不同的试验需求，提高试验效率。

发明内容

针对上述的技术缺陷和应用时的不利影响，本发明的目的是提供一种在离心机模型试验中实现模型表面任意位置安放传感器的方法与装置。

本发明的技术方案如下：

一种用于传感器固定装置的模型箱，包括箱体，所述箱体的上缘至少设有一条定位轨道，所述模型箱还包括传感器支架、连接固定件，其中所述传感器支架为贯通式结构，通过连接固定件安装并固定在所述定位轨道上。

所述传感器支架包括至少一个具有贯通式结构的横梁。

所述传感器支架还包括至少一个竖梁，所述竖梁为贯通式结构，与至少一个所述横梁焊接连接。

所述竖梁垂直固定于所述横梁上。

所述定位轨道为一中空且有上开口的腔体，定位轨道的上开口的宽度小于腔体的内径，定位轨道的两端设有供所述传感器支架插入的插入孔。

所述插入孔的横截面为圆形、矩形。

进一步，所述连接固定件为螺栓与螺母、或卡扣。

本发明还公开了一种采用了上述模型箱的传感器固定装置，所述传感器固定装置还包括用于安装传感器的套筒、用于调节套筒高度的第一固定装置，以及用于固定传感器与套筒的第二固定装置，所述套筒外径小于传感器支架的间距，可以在传感器支架梁间滑动。

所述套筒具有攻丝处理的表面。

进一步，所述第一固定装置为固定螺母，所述固定螺母的尺寸与所述套筒相匹配，所述第二固定装置为固定螺钉，所述套筒的侧面至少分布有一个螺孔供固定螺钉伸入。

本发明还公开了一种采用了上述传感器固定装置的离心试验方法，包括：

首先，根据试验要求确定传感器需要安装的位置；然后，固定传感器支架在模型箱的相应位置上，并将所述传感器安装传感器支架上的相应位置，将传感器与离心机数据采集系统连接，将传感器与离心机数据采集系统连接；最后将传感器固定装置放入离心机中进行加载并采集数据。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

传感器支架采用“贯通式”设计，不仅能够自由定位传感器，也可以按需要设置不同数量的传感器以满足试验需要。

本发明具有通用性广、准确性高的特点，创造良好的经济效益和科研价值。

附图说明

图1为本发明实施例模型箱平面图；

图2为本发明实施例模型箱剖面图；

图3为本发明实施例传感器支架安装平面图；

图4为本发明实施例传感器支架安装侧视图；

图5为本发明实施例传感器安装侧视图；

图6为本发明实施例传感器自由布置示意图；

图7为本发明实施例试验桩安装示意图；

图8为本发明实施例传感器固定装置的使用流程图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的实施例作进一步描述。

请同时参阅图1、图2。如本实施例传感器固定装置工作所需依附的模型箱主要包括箱体1，箱体1的上缘的对边上，开有上开口小，下开口大的两条凹槽作为两条定位轨道2，所依附的岩土离心试验机及数据采集系统示意图略。定位轨道2为一中空且有上开口的腔体，其上开口的宽度小于腔体的内径，两端留有供横梁3插入的插入孔11。定位轨道2的长度小于箱体1上缘的长度，横截面为一梯形，其在箱体1上缘表面的间距小于在箱体1内部的间距。插入孔11，其横截面可以为圆形、矩形或其他形状，插入孔11的直径大于定位轨道2中间部分在箱体1上缘的表面间距。