[发明专利]一种模拟土体侧移的透明土模型试验装置及其试验方法

权利要求书

1.一种模拟土体侧移的透明土模型试验装置，其特征在于，包括可固定在光学平台(9)上的透明模型箱(1)，以及T型块(3)和加载块(4)；

所述透明模型箱(1)整体为一个矩形箱体；矩形箱体的一侧周壁上具有矩形缺口(101)；

所述T型块(3)包括相互垂直的长方体翼缘部(301)和长方体腹板部(302)；所述T型块(3)由若干块T字型片状板堆叠组合而成；所述T型块(3)嵌坐于透明模型箱(1)的缺口侧；所述翼缘部(301)位于透明模型箱(1)的内腔中；所述腹板部(302)从矩形缺口(101)处伸出；所述T型块(3)与透明模型箱(1)的对合边沿处闭合；所述翼缘部(301)与透明模型箱(1)合围出半包围空间(S)；

所述半包围空间(S)内具有透明薄膜袋(5)；所述透明薄膜袋(5)紧贴半包围空间(S)的侧壁；所述透明薄膜袋(5)内设置有模拟桩周土体的透明土(2)；

所述透明模型箱(1)外设置有油压千斤顶(6)、两台工业相机(7)和两台激光发射器(8)；所述油压千斤顶(6)位于透明模型箱(1)的缺口侧；所述两台工业相机(7)布置在矩形缺口(101)对侧和透明模型箱(1)上方；所述两台激光发射器(8)布置在与缺口侧相邻的两侧；

试验时，所述透明土(2)中埋置试验模型桩；所述加载块(4)被油压千斤顶(6)抵在腹板部(302)上；油压千斤顶(6)对加载块(4)分级施加位移；所述两台激光发射器(8)发射激光，在透明土(2)内形成两个透明土散斑场；所述工业相机(7)记录透明土散斑场的变化。

2.根据权利要求1所述的一种模拟土体侧移的透明土模型试验装置，其特征在于：所述透明模型箱(1)采用有机玻璃制得。

3.根据权利要求1所述的一种模拟土体侧移的透明土模型试验装置，其特征在于：所述油压千斤顶(6)、工业相机(7)和激光发射器(8)固定在支架上；所述支架的高度和角度均可调节；所述光学平台(9)上设置有预留螺孔；所述支架采用螺钉固定在光学平台(9)上。

4.一种关于权利要求1所述试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)按设计尺寸制作透明模型箱(1)、T字型片状板和加载块(4)；

2)将T字型片状板堆叠在透明模型箱(1)的缺口处，形成T型块(3)；

3)将透明薄膜袋(5)放置到半包围空间(S)内；

4)在透明薄膜袋(5)内配制透明土(2)至设计高度；配制过程中将模型桩埋置于设计位置；配制完成后静置24小时；

5)布置并调整油压千斤顶(6)、工业相机(7)和激光发射器(8)；

6)油压千斤顶(6)对加载块(4)分级施加位移；在施加完成第i级位移后，待透明土(2)中散斑场稳定，使用工业相机(7)进行拍摄；调整激光发射器(8)的水平位置和高度，以获取在第i级位移下不同位置处的透明土切面图像；

7)保存图片，关闭激光发射器(8)，整理试验器材；

8)使用PIV技术处理试验图像，得到桩周透明土(2)各切面的位移矢量图。

5.根据权利要求4所述的一种试验方法，其特征在于：在步骤1)之后，还具有擦洗透明模型箱(1)侧壁的相关步骤。