[实用新型]挡土结构物土压力教学实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种挡土结构物土压力教学实验装置，具体涉及一种挡土结构物土压力教学实验装置。

背景技术

在土力学实验学习过程中，通常围绕“颗粒分析实验、液塑限实验、相对密实度实验、击实实验、渗透实验、压缩实验、直接剪切实验、三轴压缩实验”八个传统实验开展，内容围绕如何获取土的基本物理、力学特性，对于土体在工程中的性质特点的介绍涉及较少，较为典型的不足是土力学实验学习内容缺乏与土力学中挡土结构物上的土压力内容的对接，目前关于这部分内容具体的实验装置较少。在本发明之前，中国专利CN 102928296 A、CN101127169CN、CN 104153341 A和103233486 A均公开了关于挡土墙土压力的试验装置，但是都无法同时综合实验挡土墙填土受到静动荷载土体破坏和主动土压力、被动土压力和静止土压力变化的情况，且不具有适合课堂教学的可视化系统。

这部分实验内容的缺失，难以深刻理解该内容的基本原理与工程应用，上述不足之处不仅对于土力学的学习较为不利，也难以满足本领域的技术人员对挡土结构物的土压力的理论与试验分析的要求。

实用新型内容

本实用新型提供一种挡土结构物土压力教学实验装置，可教学演示挡土结构物后土体无载荷和受载荷时静止土压力、主动土压力和被动土压力的分布情况，以及通过室内实验，初步测算相应的挡土墙上土压力大小。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种挡土结构物土压力教学实验装置，包括开口模型槽、挡土墙装置、加载装置和可视化装置，

所述的挡土墙装置包括运动控制装置、顶推螺杆、可移动挡板和压力检测装置，可移动挡板布设在开口模型槽内，且其与开口模型槽的底面垂直设置，运动控制装置安装在开口模型槽外一侧，且其通过顶推螺杆与可移动挡板的一侧相连接，在可移动挡板的另一侧布设有压力检测装置；

所述的加载装置布设在开口模型槽的上方，包括支架、加载横梁、传力杆、托盘和砝码，支架安装在布设运动控制装置的开口模型槽一侧中间位置，加载横梁布设在开口模型槽的开口上方，其一端与支架连接，另一端连接有托盘，托盘内置有砝码，在加载横梁上垂直固定连接有传力杆，传力杆的一端与加载横梁固定，其另一端连接有刚性承压板或弹性承压板；

所述的可视化装置包括折叠杆、摄像头和显示屏，折叠杆的一端固定在开口模型槽前侧顶点处，另一端可移动连接有摄像头，折叠杆带动摄像头记录实验过程，将图像同步传送至显示屏；

作为本实用新型的进一步优选，所述的压力检测装置包括土压力盒定位板和微型土压力盒，在土压力盒定位板表面由上至下开设有四个凹槽，凹槽内置有微型土压力盒，微型土压力盒通过引线连接有应变仪；

作为本实用新型的进一步优选，所述的弹性承压板包括第一承压板和第二承压板，第一承压板的表面与传力杆固定连接，其底面通过弹簧与第二承压板连接，且弹簧的个数为至少两个；

作为本实用新型的进一步优选，所述的运动控制装置为手轮式启闭器；

作为本实用新型的进一步优选，加载横梁的一端通过支点螺栓与支架的一端连接，其另一端通过铰点螺栓与托盘连接；

作为本实用新型的进一步优选，可移动挡板采用与开口模型槽等宽的钢板制作而成，其连接有顶推螺杆的一侧固定有楔形加劲钢板，楔形加劲钢板的厚度与可移动挡板的厚度相同；

作为本实用新型的进一步优选，所述的刚性承压板为矩形钢板，矩形钢板表面中心位置处焊接有螺栓接头，用于与传力杆螺栓固定连接，矩形钢板的底面光滑；

作为本实用新型的进一步优选，所述的开口模型槽是由钢板连接而成钢板框架，其中与加载横梁相平行的两个侧面为透明有机玻璃板，有机玻璃板通过连接螺栓与钢板框架固定连接，在连接处实用胶水密封，且在边角连接处焊接加劲角钢；

作为本实用新型的进一步优选，开口模型槽侧面透明有机玻璃板上以底面为零点，向上水平刻有高度标尺。

通过以上技术方案，相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型可教学演示挡土结构物后土体无载荷和受载荷时静止土压力、主动土压力和被动土压力的分布情况，以及通过室内实验，初步测算相应的挡土墙上土压力大小。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的优选实施例的整体结构示意图；

图2是本实用新型的优选实施例的不同填筑方式静止土压力分布图；

图3是本实用新型的优选实施例的主动土压分布随可移动挡板位移的影响分布示意图；