[发明专利]一种模拟三维基岩的试验装置及其试验方法

说明书

本发明公开了一种模拟三维基岩的试验装置及其试验方法，包括外框架、吊装机构和制模机构，所述吊装机构安装在所述外框架的顶部，所述制模机构滑动安装在所述外框架的下方，所述吊装机构与所述制模机构上的预埋件可拆卸连接，该试验装置可制备精度高的模拟三维基岩，为上覆结构与基岩的关系以及基岩的形式对地质灾害的影响等问题在岩土工程，水文地质，滑坡、泥石流等研究领域的运用研究提供了有力的前提基础条件。

技术领域

本发明涉及土工模拟试验技术领域，具体涉及一种模拟三维基岩的试验装置及其试验方法。

背景技术

基岩是陆地表层中的坚硬岩层，一般多被土层覆盖，埋藏深度不一，少则数米到数十米，多则数百米。基岩由沉积岩、变质岩、岩浆岩中的一种或数种岩类组成，可作大型建筑工程的地基。目前，上覆结构与基岩的关系以及基岩的形式对地质灾害的影响等问题在岩土工程、水文地质，滑坡、泥石流等研究领域运用十分广泛，因三维基岩模拟的困难性，多数情况下是通过有限元仿真软件进行模拟，或者将问题简化为二维情形进行模拟，但是，如此以来，无法通过较为精确的试验验证理论的合理性，或者无法模拟基岩工况的复杂性从而会降低理论研究的说服力，针对目前土工试验缺乏三维基岩模拟的情况，缺乏一种可高效、便捷、精准的模拟三维基岩形式的实验装置。

目前，我们暂未发现专业的设备进行三维基岩的制备，而手工制备往往时间耗费较多，且精度除受原始基岩数据采集及按比例缩放时的影响外，还会受到样品制备人员的认知及动手能力的影响，既不高效，又不便捷，另外手工无法实现精度要求较高时的操作要求，因此手工制备的三维基岩精度较低、低效、繁琐，无法精准的模拟三维基岩。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模拟三维基岩的试验装置及其试验方法，该试验装置通过控制不同位置的控制杆螺栓的高度制备不同的三维基岩模型，且可重复使用，具有高效、便捷、精准等特点，以解决背景技术中提到的技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种模拟三维基岩的试验装置，包括外框架、吊装机构和制模机构，所述吊装机构安装在所述外框架的顶部，所述制模机构滑动安装在所述外框架的下方，所述吊装机构与所述制模机构上的预埋件可拆卸连接。

本发明的模拟三维基岩的试验装置，制模机构滑动安装在所述外框架的下方，制模机构和外框架可实现分离与合并，制模机构方便运输转移，吊装机构可通过与预埋件连接起到吊装制模机构在制备三维基岩过程中产生的物件的作用，通过调节制模机构的配件的高度实现制备不同的三维基岩模型，完全避免了手工制备三维基岩的精度低、效率低、过程繁琐等缺陷，是一种可重复利用、耗材少、精度高的模拟三维基岩的制备装置。

进一步地，所述外框架包括四个支柱、一组平行设置的第一水平杆和一组平行设置的第二水平杆，所述第一水平杆和第二水平杆首尾相接连接成顶部框架，四个所述支柱的顶端分别固定安装在所述顶部框架的四个角的底面。

上述优选方案的有益效果为：外框架起到支撑作用安装吊装机构的作用。

进一步地，所述制模机构包括车架、固定平台和模拟组件，所述固定平台的一侧端通过合页安装在所述车架的一端，所述模拟组件安装在所述固定平台上，所述固定平台的底端设有多个万向车轮，所述车架的长度小于所述外框架的长度，所述车架的宽度小于所述外框架的宽度。

上述优选方案的有益效果为：固定平台和车架通过合页进行交接，固定平台可绕车架的一端进行转动，方便调整固定平台上的制备模拟三维基岩的模拟组件。

进一步地，所述模拟组件包括多个控制杆螺母和控制杆螺栓，多个所述控制杆螺母呈陈列式固定贯穿安装在所述固定平台上，所述控制杆螺栓与所述控制杆螺母螺纹套接，所述控制杆螺栓的顶端螺纹连接有控制杆顶帽，所述控制杆螺栓的底端安装有控制杆旋转手柄。