[发明专利]一种土力学多功能联合试验装置及试验方法

摘要

本发明公开了一种土力学多功能联合试验装置及试验方法，装置包括模型槽、挡土墙系统、定坡机构、加载系统和可视化系统等。挡土墙系统模拟刚性挡土墙背离或推挤土体的方式，从而实现土压力大小的变化；定坡机构实现土坡坡度的变化；加载系统对地基施加竖向荷载；可视化系统通过模型槽开口处四个顶点处的摄像头记录试验过程中土体的破坏等特征并同步放映。本发明可进行挡土结构物土压力、边坡稳定性和地基承载力的相关试验，较好的补充了土力学中的教学试验课程，也为本领域技术人员分析复杂工况工程案例提供了依据。

主权项

一种土力学多功能联合试验装置，其特征在于：包括：顶部开口的模型槽，用于填筑土体并形成土坡；模型槽包括钢板框架，以及连接在钢板框架两侧的透明有机玻璃侧板；还包括挡土墙机构、定坡机构以及加载机构，其中：所述挡土墙机构设置在模型槽内一端，包括：第一挡板，设置于模型槽内，与模型槽两侧的透明有机玻璃侧板及底板保持贴合并可相对滑动；启闭器，与所述第一挡板连接；第一挡板接触土体的一侧设有土压力检测机构，包括4个土压力盒，4个土压力盒分别竖向等间距均匀固定在一有机玻璃板中间位置上，有机玻璃板固定在第一挡板上，各土压力盒上通过引线与应变仪连接；定坡机构，设置在模型槽内相对挡土墙机构的另一端，包括：第二挡板，第二挡板的底部两端通过对称设置的转动螺栓可转动的连接在两片透明有机玻璃侧板之间，第二挡板的上部一侧设有用于限制第二挡板转动角度的限位机构，包括：对称设置在透明有机玻璃侧板上的两个弧形定位滑轨，弧形定位滑轨上连接限位螺栓；加载机构，包括：连接支架、加载横梁、传力杆、托盘、砝码、刚性承压板、弹性承压板以及振动平台，其中，连接支架一端固定连接在模型槽的外壁上，另一端通过支点螺栓与加载横梁的一端连接，加载横梁的另一端通过铰接螺栓连接托盘，传力杆上端与加载横梁卡扣连接，下端与刚性承压板或弹性承压板螺纹连接；刚性承压板的表面焊接有螺栓接头；弹性承压板由上板、下板和多个弹簧组成，上板上表面中心位置焊有螺栓接头，上板下表面与下板上表面均匀布置多个弹簧，弹簧两端与上板和下板为焊接连接；振动平台包括上板、下板、弹簧以及凸轮，上板和下板平行对齐放置，上板上表面中心位置焊有螺栓接头，上板与下板之间均匀固定连接多个弹簧，凸轮设置于上板和下板的中间位置，凸轮上连接电机；可视化系统，包括：连接在模型槽4个顶点处的4组图像采集单元，每组图像采集单元包括折叠杆以及摄像头，所述折叠杆一端连接摄像头，另一端通过球头固定在模型槽顶点上。