[发明专利]测定粗粒土抗剪强度的大型模型箱及使用方法

权利要求书

1.一种测定粗粒土抗剪强度的大型模型箱，其特征在于：包括模型底座和模型顶盖，所述模型底座和模型顶盖之间设有若干个相互叠加的矩形叠环，两层矩形叠环之间通过橡皮膜和矩形压条进行连接，矩形叠环形成的空腔内填充有粗粒土，矩形叠环与模型底座和模型顶盖之间均设有透水板，在模型底座上设有进水阀，在顶层矩形叠环上设有排水阀，在模型顶盖上设有对粗粒土加压的压力阀，模型底座通过立柱与横梁连接；每一层矩形叠环均与动态位移传感器连接，每一层矩形叠环内壁均设有动态压力传感器；所述矩形叠环内侧四周顶部和底部分别设有两级台阶，橡皮膜两端延伸有凸台，橡皮膜位于第一级台阶中，两端的凸台分别位于相邻矩形叠环的第二级台阶中，在第二级台阶中放置固定凸台的矩形压条。

2.根据权利要求1所述的测定粗粒土抗剪强度的大型模型箱，其特征在于：所述矩形叠环两端均设有定位孔。

3.根据权利要求1所述的测定粗粒土抗剪强度的大型模型箱，其特征在于：所述模型顶盖的顶面设有两排滚动轴承，滚动轴承固定在横梁上，底面边框设有凹槽，内放O形密封圈。

4.根据权利要求1所述的测定粗粒土抗剪强度的大型模型箱，其特征在于：所述模型底座顶面四周开设矩形凹槽，矩形凹槽内放O形密封圈，在O形密封圈下部设有进水阀，矩形凹槽内侧开设交叉凹槽，且交叉凹槽与进水阀连通。

5.根据权利要求1所述的测定粗粒土抗剪强度的大型模型箱，其特征在于：所述矩形叠环的两侧上表面和下表面均设有环状凹槽，在相邻矩形叠环的环状凹槽内放置有滚轴。

6.根据权利要求1所述的测定粗粒土抗剪强度的大型模型箱，其特征在于：所述矩形压条由直角段和直线段组合而成，直角段和直线段连接部位采用上下互压方式，并使用螺栓固定。

7.一种如权利要求1至6任一项所述的测定粗粒土抗剪强度的大型模型箱的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)把模型底座放置在地面上，矩形叠环按顺序叠加在模型底座上，与模型底座进行连接，并在矩形叠环两端插入定位销；

(2)在两层矩形叠环之间的内侧空间安放橡皮膜，并用矩形压条进行固定；

(3)在矩形叠环内放入透水板，在矩形叠环内侧插入薄皮垫片，再在其内部装入粗粒土，根据试验要求的相对密度进行分层填筑，直至到达顶部高程，抽出薄皮垫片；

(4)在顶层矩形叠环顶面铺设透水板和矩形橡皮膜，安装模型顶盖，并与顶层矩形叠环进行连接；

(5)把横梁两端的孔插入模型底座的立柱中，使得横梁底面与模型顶盖顶面的轴承紧贴在一起，并进行固定；

(6)连接顶盖的压力阀，对粗粒土进行初始法向应力施加；

(7)打开模型底座的进水阀和顶层矩形叠环上的排水阀，对粗粒土进行饱和；

(8)安装模型箱两端的矩形叠层的动态位移传感器；

(9)拔出矩形叠环两端的定位销，模型箱安装完毕。