[发明专利]一种测试土压力的模型试验装置与测试方法

权利要求书

1.一种测试土压力的简易模型试验装置，其特征在于，包括：模型箱、挡墙板、微型土压力传感器、反力撑架、U形滑槽、加载部件和回复弹簧；其中：

所述模型箱为一个三面侧壁一短边侧面敞口的长方体箱体，箱体内用于装填实验用松散介质，挡墙板、U形滑槽、加载部件、反力撑架均设置于模型箱的敞口端；

所述挡墙板位于模型箱的敞口一端的最内侧；挡墙板朝向模型箱内侧的表面上设有孔，用于安装微型土压力传感器，挡墙板的背面设有坡面朝斜下方向的外凸的竖向楔坡构造；

所述反力撑架位于模型箱敞口一端的最外侧；

所述U型滑槽设置在挡墙板与反力撑架之间且滑槽面朝向模型箱内侧方向，U形滑槽的中部位置开设圆孔，U形滑槽的下部中间位置开设矩形缺口构造；

所述加载部件包括位移加载楔、传动齿盘组、手动齿盘组、备用千斤顶，其中：所述位移加载楔设置于挡墙板背面的竖向楔坡结构与U形滑槽之间，位移加载楔的楔坡面朝斜上方向且正对挡墙板背面的竖向楔坡结构，位移加载楔的背面朝对并紧贴U形滑槽且在背面的竖向中线位置开有竖向的单侧齿轮槽；所述传动齿盘组为n组，n大于等于1，每组传动齿盘组均包括第一小齿盘、大齿盘和刚性连接第一小齿盘、大齿盘的第一转轴连接杆，所述手动齿盘组包括手动转盘、第二小齿盘和刚性连接手动转盘、第二小齿盘的第二转轴连接杆，其中第一组传动齿盘组即第一级传动齿盘组中的第一小齿盘穿过U形滑槽的中部圆孔并安插在位移加载楔背面的单侧齿轮槽内，第二组传动齿盘组即第二级传动齿盘组中的第一小齿盘连接一级转动齿盘组中的大齿盘，……，第n组传动齿盘组即第n级，也即最后一级传动齿盘组中的大齿盘连接与手动齿盘组中的第二小齿盘连接；备用千斤顶设置于位移加载楔的正下方；

所述回复弹簧设置在挡墙板与U形滑槽之间。

2.根据权利要求1所述的一种测试土压力的简易模型试验装置，其特征在于，所述的传动齿盘组中：

所述第一级传动齿盘组中的第一小齿盘与单侧齿轮槽内设置的齿轮咬合连接，第二级传动齿盘组中的第一小齿盘与第一级传动齿盘组中的大齿盘通过齿轮咬合连接，……，最后一级传动齿盘组中的第一小齿盘与前一级传动齿盘组的大齿盘通过齿轮咬合连接，最后一级传动齿盘组中的大齿盘与手动齿盘组中的第二小齿盘通过齿轮咬合连接；

当转动手动齿盘组中的手动转盘时第二小齿盘随之转动，通过各级传动齿盘组的大齿盘、第一小齿盘的传递，实现第一级传动齿盘组中的第一小齿盘转动，第一级传动齿盘组中的第一小齿盘通过位移加载楔背面的竖向单侧齿盘槽驱动位移加载楔向上或者向下移动，位移加载楔通过楔坡面推动挡墙板向模型箱内侧产生被动位移，或者由回复弹簧拉动挡墙板向模型箱外侧产生主动位移。

3.根据权利要求1所述的一种测试土压力的简易模型试验装置，其特征在于，所述的装置进一步包括竖向位移阻拦杆、转轴固定杆与固定件、位移读数标尺，其中：

所述反力撑架由两片以上复合三角撑与若干水平连接杆牢固连接构成，模型箱底部设有托架，复合三角撑底部的杆件、底部的水平连接杆与托架牢固连接成一整体；U型滑槽的背面与复合三角撑中的竖向杆件和紧贴的水平连接杆间牢固连接；

所述转轴固定杆与固定件有多个，并分别设置在各传动齿盘组的第一转轴连接杆处和手动齿盘组的第二转轴连接杆处；其中固定件套住第一转轴连接杆、第二转轴连接杆并固定在转轴固定杆上，转轴固定杆的两端固定在复合三角撑上；

所述竖向位移阻拦杆设置于挡墙板背面的竖向楔坡结构的顶面高度处，竖向位移阻拦杆的两端固定在反力撑架上；竖向位移阻拦杆与竖向楔坡结构的顶面接触面打磨光滑、涂抹润滑油或者安装滚轮；

所述位移读数标尺包括直形标尺与弧形标尺，其中：直形标尺设置于位移加载楔的顶部，弧形标尺设置于手动齿盘组的手动转盘周围。