[实用新型]一种自由组合式三维可视化岩土工程模型试验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于土木工程技术领域，具体来说，涉及到一种自由组合式三维可视化岩土工程模型试验装置。

背景技术

模型试验是研究岩土工程中岩土体本身以及岩土体和支护结构相互作用的重要手段，可以定性或定量地研究岩土工程中岩土体的变形和支护结构的受力特性，试验结果具有直观可视、能较好地反映实际情况的特点，能为其他研究手段提供可靠对比及参考依据。而模型试验中填充岩土体的模型试验台架装置的质量直接关系到模型试验的成败，当前模型试验台架装置系统，存在以下不足之处：模型试验台架装置尺寸按某一次试验要求确定，尺寸不可调整，仅可做该尺寸下的模拟试验，导致模型试验台架装置的利用率不高，使用方式不灵活；某些台架装置尺寸可调，但仅可在某个方向尺寸可调，不能实现三个方向的尺寸调整，并且调节操作过于繁琐，试验效率较低；模型试验台架装置采用金属结构作为岩土体挡护结构，试验过程中不能方便直观地观察到岩土体的变形和发展过程。不利于观察模型加载破坏后的岩土体形态。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种便捷高效、经济实用的自由组合式三维可视化岩土工程模型试验装置。

本实用新型所述的一种自由组合式三维可视化岩土工程模型试验装置，所述试验装置包括模板单元1、平面拓展连接单元2、转角连接单元3和底面基础单元4；所述模板单元1有多块，相邻之间用平面拓展连接单元2连接，整体构成方形平面；所述方形平面有四块，相邻之间用转角连接单元3连接，整体构成方形框；所述方形框的底部连接有底面基础单元4。

本实用新型所述的一种自由组合式三维可视化岩土工程模型试验装置，所述模板单元1是将有机玻璃103用结构胶102粘合在方形的钢结构框架101表面而制成。

本实用新型所述的一种自由组合式三维可视化岩土工程模型试验装置，所述钢结构框架101由4个等边的“L”型角钢焊接而成，每个“L”型角钢的三等分点留有螺栓孔。

本实用新型所述的一种自由组合式三维可视化岩土工程模型试验装置，所述平面拓展连接单元2由螺栓201和螺母202组成。

本实用新型所述的一种自由组合式三维可视化岩土工程模型试验装置，所述转角连接单元3由留有螺栓孔的“L”型角钢制成，其高度和方形框的高度相同，其螺栓孔大小与钢结构框架101的螺栓孔相同。

本实用新型所述的一种自由组合式三维可视化岩土工程模型试验装置，所述底面基础单元4由钢板构成，其表面留有用于连接方形框底部的模板单元1的螺栓孔。

与现有技术相比，本实用新型所述自由组合式三维可视化岩土工程模型试验装置调整操作方便快捷，由于组成模型箱体的模板单元是由高强度有机玻璃组成，大大增强了模型试验的可视化，可方便直观地观察到试验过程中土体的破裂现象和发展过程。因此，本装置可提高模型试验效率，降低试验成本，可广泛应用于边坡、路基、隧道等岩土工程的模型试验。

附图说明

图1：试验装置局部图之方形平面；图2：模板单元图；图3：平面拓展连接单元图；图4：试验装置俯视图；模板单元-1、钢结构框架-101、结构胶-102、有机玻璃-103、平面拓展连接单元-2、螺栓-201、螺母-202、转角连接单元-3、底面基础单元-4。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型所述的自由组合式三维可视化岩土工程模型试验装置做进一步说明，但是本实用新型的保护范围并不限于此。

实施例1

一种自由组合式三维可视化岩土工程模型试验装置，所述试验装置包括模板单元1、平面拓展连接单元2、转角连接单元3和底面基础单元4；所述模板单元1有多块，相邻之间用平面拓展连接单元2连接，整体构成方形平面；所述方形平面有四块，相邻之间用转角连接单元3连接，整体构成方形框；所述方形框的底部连接有底面基础单元4。所述模板单元1是将有机玻璃103用结构胶102粘合在方形的钢结构框架101表面而制成。所述钢结构框架101由4个等边的“L”型角钢焊接而成，每个“L”型角钢的三等分点留有螺栓孔。所述平面拓展连接单元2由螺栓201和螺母202组成。所述转角连接单元3由留有螺栓孔的“L”型角钢制成，其高度和方形框的高度相同，其螺栓孔大小与钢结构框架101的螺栓孔相同。所述底面基础单元4由钢板构成，其表面留有用于连接方形框底部的模板单元1的螺栓孔。

某模型试验尺寸长×宽×高为2m×1.5m×1m。该可自由组合三维可视化岩土工程模型试验装置的具体安装操作为：①模板单元安装。组成模板单元的钢结构框架“L”型角钢边长为50cm，角钢为等边角钢，肢长4cm，肢厚2.8mm。结构胶为环氧树脂系胶结剂，有机玻璃为厚度为1cm的钢化玻璃。“L”型角钢两端进行45°切割，三等分处开螺栓孔，孔径10mm。将4根等长的“L”型角钢焊接组成，将有机玻璃用环氧树脂系胶结剂粘结到钢结构框架平齐面，结构胶厚3mm。按步骤①安装模板单元28块。②模板单元拓展。将安装好的2块模板单元钢结构框架螺栓孔对齐，把平面拓展连接单元的螺栓穿过螺栓孔，两端再用螺母拧紧固定。重复步骤②将模板单元按固定尺寸进行拓展，正面和背面由8块模板单元组成，共2层，每层4块，两个侧面由6块模板单元组成，共2层，每层3块。③底面基础单元固定。底面基础单元为长×宽：2m×1.5m，厚为10mm铁板，根据组装好的模板单元组最底层螺栓孔位置，在铁板对应位置开螺栓孔。分别将4面模板单元组最底层螺栓孔与底面基础单元螺栓孔对齐，用螺栓和螺母进行固定。④转角连接单元固定。转角连接单元为“L”型角钢，长度为1.5m，角钢为等边角钢，肢长4cm，肢厚2.8mm。根据组装好的模板单元组侧边位置螺栓孔位置，在转角连接单元角钢对应位置开孔。分别将两相邻模板单元组侧面螺栓孔与转角连接单元角钢螺栓孔对齐，用螺栓和螺母进行固定。至此，即完成整个试验装置安装。