[实用新型]一种三维土拱效应的试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及岩土工程技术领域，具体地，涉及一种三维土拱效应的试验装置。

背景技术

土拱效应是广泛存在的自然现象，是由于介质的不均匀位移而导致土体表现出的一种特有的空间效应。近年来，与土拱效应相关的实测数据、试验模型以及理论研究越来越多，实践证明，关于土拱效应的研究成果可对工程设计起到指导和优化作用，并取得了良好的效果。

由于土拱效应是一种空间效应，既可能发生在任何方向，也会受到各个方向因素的影响，其间会发生力的累积或抵消现象，因此有必要对三维土拱效应进行研究，而目前的土拱效应试验装置大部分以二维为主，即只能针对水平面或竖直平面上的土拱效应进行单一的模拟和测试，三维的试验装置较少或者结构复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、操作方便、制作成本低、试验结果准确可靠的三维土拱效应的试验装置，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种三维土拱效应的试验装置，包括模型箱、十字形导槽、活动门、挡板、螺纹杆以及多个土压力盒；所述模型箱用于容置试验土体且至少一侧面为透明设置，在所述模型箱的底板上设置有十字形开口且该十字形开口的四个端部分别位于模型箱四个侧壁的正下方，所述十字形导槽设置于模型箱的正下方且二者间固定连接，所述十字形导槽包括四个均竖立且对称设置的直角块，由四个直角块围成的区域与模型箱底板上的十字形开口相对应，所述活动门为水平设置的十字形板且可在十字形导槽的直角块围成的区域内上下运动，所述活动门包括用于覆盖模型箱十字形开口的封门部以及连接在所述封门部四个端头外侧的受力部，所述土压力盒设置在活动门的封门部上以及模型箱的底板上，当所述活动门向下运动时，位于活动门上方的土压力盒和试验土体可沿十字形导槽发生竖向位移，所述挡板竖直固设于活动门的受力部上且与模型箱的外侧壁紧贴，使得挡板、十字形导槽以及活动门的封门部间形成用于容置陷落试验土体的空间以防止试验土体的泄漏，所述螺纹杆竖直穿过活动门的受力部且位于挡板外侧，在所述螺纹杆上设置有分别位于活动门上下两侧的螺帽，通过转动螺帽以实现对活动门位移的精确控制。

优选地，所述试验装置还包括用于固定十字形导槽和螺纹杆底端的底座，以保证装置的平稳。

优选地，在所述活动门的封门部上以及模型箱的底板上设置有用于放置土压力盒的凹槽，且各凹槽的深度一致，凹槽的深度与土压力盒的厚度一致。

优选地，所述模型箱上设置有位移刻度线，以便于观测和记录试验土体的位移量。

优选地，所述模型箱和十字形导槽采用有机玻璃材质，所述活动门和挡板采用不锈钢材质。

优选地，所述试验装置还包括用不同颜色的染料着色且分层设置于模型箱内的试验土体。

本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果：所述试验装置结构简单、操作方便，制作成本低，试验结果直观且准确可靠，通过将活动门设计成十字形，可以实现对土体在横向和纵向上竖直位移的同步试验，适用于对三维土拱效应的研究。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本实用新型优选实施例的立体结构示意图；

图2是图1所示实施例的正视图；

图3是图1所示实施例的俯视图；

图中：1模型箱，2十字形导槽，3活动门，31封门部，32受力部，4挡板，5螺纹杆，6土压力盒，7底座，8螺帽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1、图2和图3，一种三维土拱效应的试验装置，包括模型箱1、十字形导槽2、活动门3、挡板4、螺纹杆5、土压力盒6、底座7和螺帽8。