[实用新型]一种模拟多工况的土工模型试验箱

说明书

本实用新型属于土工模型试验装置研究领域，具体涉及一种模拟多工况的土工模型试验箱，长方体不锈钢框架的正面、背面、左侧面和右侧面上分别固定有机玻璃板，长方体不锈钢框架的左侧面和右侧面上分别固定的有机玻璃板间对称开设四个孔并两两对称成一组，对称设置的每组孔固定贯穿箱体的PVC管，PVC管上设置应变片。该试验箱可模拟加载作用或者加载与水压同时作用下的多孔径变换、不同管内水压及盾构开挖等工况下的单管道或者双管道间的管道应力应变测试，且便于移动与固定，抗震动良好，结构简单，安装、操作简便，易于保养，成本低。

技术领域

本实用新型属于土工模型试验装置研究领域，具体涉及一种模拟多工况的土工模型试验箱。

背景技术

岩土工程领域中，原水管道和盾构隧道有关堆土和基坑开挖的影响分析，由于原型试验复杂，很少能单纯依靠解析法解决实际工程问题；由于土木工程的一些不确定因素，模型简化过程中考察因素的确定及考察因素的取值问题，使得数值模拟方法的发展存在一定局限性；而现场实测方法具有滞后性，且投入人力资源大，周期长；相比而言，模型试验可在实验室再现实际工程所发生的现象，还可以对试验中主要因素进行独立控制，相较于现场实测，模型试验可进行方案的前期优化，省时省力，这就需要一个能够模拟结构本身及结构周边地层的装置，即模型箱。

目前，现有模型箱的加载装置多采用反力架装置，对箱体本身材质强度要求高，反力架装置较大的占据模型箱上层及周围空间，造成模型箱内填土和卸土的诸多不便，并且反力架装置及模型箱总计有数吨重，反力架装置往往需要数万价格采购，价格昂贵，占地大，养护成本高，且模型箱不便于移动，只能在固定位置进行加载试验。

现有模型箱多数不开孔或只设单孔，仅能模拟单管道的管道应力应变测试，无法模拟不同填埋深度、填埋角度及填埋间距的管道间、同一填埋深度不同填埋间距的管道间、不同管径管道间、边界面管道、不同管内水压、管道周围盾构开挖等多工况环境下的管道应力应变测试。随着基建的日益发展，管道铺设工况日益复杂，如在旧有管道附件铺设新管道，铺设相邻地下输水管道，在管道附近盾构开挖，管道穿越不同地层等，现有模型箱已不能满足日益复杂的工况模拟需求，且占地大，价格昂贵，养护成本高。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种模拟多工况的土工模型试验箱，该土工模型试验箱可用于加载作用或者加载与水压同时作用下的多孔径变换、加载作用下的不同管内水压、及加载作用或者加载与水压同时作用下的盾构开挖等工况下的单管道或者双管道间的管道应力应变测试，且每种工况环境的模拟不需变动箱体结构；便于移动与固定，抗震动功能良好，结构简单，安装、操作简便，易于保养，成本低。

本实用新型的技术方案为：一种模拟多工况的土工模型试验箱，包括长方体不锈钢框架、砝码及放置砝码的不同面积的钢板，长方体不锈钢框架的正面、背面、左侧面和右侧面上分别固定有机玻璃板，长方体不锈钢框架的底面固定不锈钢底板；长方体不锈钢框架正面固定的有机玻璃板的四周固定不锈钢边框，长方体不锈钢框架正面固定的有机玻璃板的左侧端不锈钢边框铰接于对应相邻的长方体左侧面不锈钢框架，长方体不锈钢框架正面固定的有机玻璃板的右侧端不锈钢边框与对应相邻的长方体右侧面不锈钢框架开合连接；

长方体不锈钢框架对称分布的左侧面和右侧面上分别固定的有机玻璃板间于对应的纵向高度、横向宽度、排列间距和排列角度处对称开设四个孔并两两对称成一组，每个孔均可拆卸固定有机玻璃环或有机玻璃盖，有机玻璃环用于调节所述孔的孔径，有机玻璃盖用于密封所述的孔，长方体不锈钢框架对称分布的左侧面和右侧面上分别固定的有机玻璃板上对称设置的每组孔固定贯穿箱体的PVC管，PVC管上设置应变片。

长方体不锈钢框架底面的四角处分别固定有带减震装置的万向轮，万向轮上还设置有刹车片。

长方体不锈钢框架的正面、和/或背面、和/或左侧面、和/或右侧面上固定的有机玻璃板上分别标注刻度。