[实用新型]一种一体化试验装置

说明书

本实用新型公开了一种一体化试验装置，本实用新型通过在动力装置的四周设置横向伸缩轴，横向伸缩轴的端部设置竖向方轴，竖向方轴的端部能够连接多种不同种类的支撑板，将本装置根据试验所需，放置于模型箱内的不同位置，从而完成沉降试验、断层试验，本装置能够尽可能的模拟断层实际情况，预留断层位置，填充断层材料，极大减少实验误差，通过调整装置角度，模拟不同形状的断层，将本装置的竖向方轴和/或竖向伸缩杆固定在模型箱内，完成位移监测试验和土体压实试验，本装置计灵活，操作方便，可精确模拟断层错动；由于是多个钢板组成，可模拟某一位置的沉降，同时装置方便抽取。

技术领域

本实用新型属于土工模型试验领域，具体涉及一种一体化试验装置。

背景技术

离心模型实验是模拟重力场来模拟实际工程状态的一种实验方法，用来解决工程实际问题与理论研究的一种方法。而土工离心机主要由支座、配重箱、模型箱、吊篮等部分组成。利用土工离心机模拟原型土工结构的受力、变形和破坏，验证设计方案，进行材料参数研究、验证数学模型及数值分析计算结果，在岩土工程领域应用广泛。通过土工相似理论，将原型的几何形状按比例缩小，用相同物理性状的土体制成模型，使其在离心力场中的应力状态与原型在重力场中一致，以研究工程性状的测试技术。

模型实验需要控制土体沉降以及模拟断层错动。在模拟断层错动的实验过程中，需在上盘或下盘底部，即模型箱底部放置一定厚度的垫板，通过抽离垫板模拟实验过程中的断层错动。由于空间有限及技术条件不成熟，为简化实验步骤和节约实验时间，往往在模型箱底部放置钢板，但由于土体压实，钢板难以取出，且钢板自身也会产生一定量的变形。由于钢板是一个整体，无法精确模拟断层错动，此设计有效地解决了这一问题。

土工实验中，实验需要尽可能的模拟实际的断层实际形状，但是由于空间狭小，条件有限，无法完全模拟断层实际情况，因此在实验开始就产生技术误差。形状规则的断层较易模拟，但实际断层情况千奇百怪，形状极其不规则，难以模拟。在实验中，断层模拟材料与土层同时放入模型箱中，待土层压实后，断层模拟材料极易产生变形或位错，对土体压实度产生一定影响，从而造成实验误差。因此土工模型实验中，对于断层模拟问题亟需解决。

坝体、路堤、边坡、桩基等土工模型实验中，位移计应用甚广。尤其在桩基础模型实验中，需要在桩顶安装位移计，量测桩顶沉降及水平位移。但实验过程中需手动调整位移计的位置，确保实验数据的准确性。因此浪费时间，耽误进度，此时需对实验装置进行改造，以提高实验效率。

土的压实是指采用人工或机械的手段对土体施加机械能量，使土颗粒重新排列变密实，使土在短时间内得到新的结构强度，包括增强粗粒土之间的摩擦和咬合，以及增加细粒土之间的分子引力。由于模型箱尺寸的限制，一般采用人工击实锤夯实土体，不采用较大机械。但在实验工程中，为确保土层压实度，需对多层土体逐层夯实，极大增加人力、物力、财力，同时浪费大量时间，压实效果不尽理想，比如出现土层压实不均匀、压土度不易控制等问题。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种一体化试验装置，具有多功能性能的装置，可同时用于模型实验中关于土体沉降的控制、断层的模拟、位移的测量、土体的压实等。

为了达到上述目的，本实用新型包括动力装置，动力装置上设置有若干伸向四周的横向伸缩轴，横向伸缩轴的端部设置有竖向方轴，动力装置的上表面和下表面均设置有竖向伸缩杆。

动力装置包括上盘和下盘，上盘和下盘间设置有若干动力轴，横向伸缩轴的端部铰接在动力轴上。

所有动力轴等角度设置。

横向伸缩轴包括铰接在动力装置上的一级方轴，一级方轴内套设若干级圆轴，末级圆轴的端部设置有旋转轴，旋转轴上固定有竖向方轴。

竖向方轴包括固定在横向伸缩轴上的竖向一级方轴，竖向一级方轴的两个端面内套设有若干级方轴，竖向一级方轴两端的末级方轴分别通过对应的外轴铰接调整刚垫板，调整刚垫板的底面上开设有螺栓孔。