[发明专利]一种浅基础地基破坏的模拟装置

说明书

本发明公开了一种浅基础地基破坏的模拟装置，属于岩土工程相关领域，矩形玻璃箱和加载系统，所述的矩形玻璃箱内分层装有天然土和透明土，天然土层和透明土层交替布置，形成地基模型；加载系统包括加载块、加载杆、第一支杆、第二支杆、杠杆、定滑轮和砝码，所述加载块位于地基模型上。砝码的重力在杠杆的放大作用下，以成倍形式作用于加载块上，实现对地基模型的加载。该装置可用于土力学的课堂教学，可以使学生直观地观察到浅基础地基破坏的过程，丰富教学内容，提高教学效果。

技术领域

本发明涉及一种浅基础地基破坏的模拟装置，属于岩土工程相关领域。

背景技术

土力学作为岩土工程专业的一门极其重要的课程，为了使学生更好地掌握该课程的知识点，教师在授课过程中除了按照课本上的理论进行讲解外，还应该丰富教学内容，改善教学方法，使学生更快地入门，更直观地了解到土体的基本性质，地基承载力以及地基的破坏作为土力学中重要的知识点，如何直观形象地向学生展示地基破坏成为需要解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种浅基础地基破坏的模拟装置，能够直观可视化的模拟浅基础地基破坏的过程。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种浅基础地基破坏的模拟装置，包括矩形玻璃箱和加载系统，所述的矩形玻璃箱内上下分层装有天然土和透明土，天然土层和透明土层交替布置，形成地基模型；加载系统包括加载块、加载杆、第一支杆、第二支杆、杠杆、定滑轮和砝码，所述加载块位于地基模型上，加载杆下端与加载块相连，加载块前后两端面与有机玻璃箱前后侧壁接触；第一支杆、第二支杆均竖直固定，定滑轮安装在第二支杆上端，杠杆的一端通过一连接绳与砝码相连，所述连接绳绕于所述定滑轮上，杠杆的另一端与加载杆上端铰接；杠杆的支点与第一支杆上端铰接。

进一步地，所述加载块为具有台阶结构的浅基础模型。

进一步地，所述杠杆上标有刻度。

进一步地，所述矩形玻璃箱前壁具有竖直的刻度。

进一步地，天然土层和透明土层的每层高度为3mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明可以直观可视化地实现浅基础地基破坏的课堂展示。

2.本发明根据所加荷载的不同以及地基模型中土的性质的不同可以模拟地基的多种破坏模式，如局部剪切破坏、整体剪切破坏和冲切剪切破坏。

3.该装置构造简单，操作简便。

4.将该装置用于课堂教学，可使学生更好地理解掌握地基破坏的相关知识点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为加载块的示意图；

图中，加载杆1、第一支杆2、加载块3、矩形玻璃箱4、第二支杆5、杠杆7、定滑轮6、砝码8。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，一种浅基础地基破坏的模拟装置，包括矩形玻璃箱4和加载系统，所述的矩形玻璃箱4内分层装有天然土和透明土，天然土层和透明土层交替布置，形成地基模型；加载系统包括加载块3、加载杆1、第一支杆2、第二支杆5、杠杆7、定滑轮6和砝码8，所述加载块3位于地基模型上，以模拟一维加载。加载杆1下端与加载块3相连，加载块3前后两端面与有机玻璃箱4前后侧壁接触；第一支杆2、第二支杆5均竖直固定，定滑轮6安装在第二支杆5上端，杠杆7的一端通过一连接绳与砝码8相连，所述连接绳绕于所述定滑轮6上，杠杆7的另一端与加载杆1上端铰接；杠杆7的支点与第一支杆2上端铰接。通过杠杆的放大作用，砝码的重力以成倍作用在地基模型上。