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原文传递一种基于3D打印透明土的断层错动对既有桩基影响的试验装置

专利名称：	一种基于3D打印透明土的断层错动对既有桩基影响的试验装置
摘要：	本发明涉及基于3D打印透明土的模型试验技术领域，且公开了一种基于3D打印透明土的断层错动对既有桩基影响的试验装置，包括试验底座、轨道、操控分析台、模型系统、混合搅拌系统、真空处理系统和数据采集系统。该基于3D打印透明土的断层错动对既有桩基影响的试验装置，采用了3D打印技术制作透明土颗粒材料，以实现透明土材料的创新制备，并通过3D打印的透明土材料作为砂土的替代品，以进行模型试验，且利用可调节的CCD相机和十字激光器来精确采集试验数据，相较于传统的模拟试验方法，本发明能够更直观地、更精确地反映断层错动对既有桩基的影响情况，并且能够清晰观察试验过程中桩周土体内部的变形情况。
专利类型：	发明专利
申请人：	华东交通大学;广州大学
发明人：	周鹏;柯文斌;徐长节;童立红;方焘;崔杰;徐建辉;董晶亮
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-22T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-17T00:00:00+0800
申请号：	CN202311059080.3
公开号：	CN117074648A
代理机构：	上海创开专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	汪发成
分类号：	G01N33/24;G;G01;G01N;G01N33;G01N33/24
申请人地址：	330001 江西省南昌市昌北双港东大街808号;
主权项：	1.一种基于3D打印透明土的断层错动对既有桩基影响的试验装置，包括试验底座(1)、轨道(2)、操控分析台(3)、模型系统(4)、混合搅拌系统(5)、真空处理系统(6)和数据采集系统(7)，其特征在于：所述试验底座的顶部外表面安装有轨道(2)，所述试验底座(1)的右侧固定安装有操控分析台(3)，所述轨道(2)的上表面安装有模型系统(4)，所述试验底座(1)的后侧顶部设置有混合搅拌系统(5)，所述试验底座(1)的顶部且位于模型系统(4)的后侧设置有真空处理系统(6)，所述试验底座(1)的顶部且位于模型系统(4)的两侧均设置有数据采集系统(7)。 2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印透明土的断层错动对既有桩基影响的试验装置，其特征在于：所述模型系统(4)包括活动模型箱体(401)、固定模型箱体(402)、凸榫(403)、底部弹性透明硅胶(404)、断层侧板(405)、桩体(406)、轮轴(407)和滑轮(408)，所述轨道(2)上活动安装有活动模型箱体(401)和固定模型箱体(402)，所述活动模型箱体(401)与固定模型箱体(402)均由亚克力透明玻璃制成，所述活动模型箱体(401)与固定模型箱体(402)的侧边均设置有凸榫(403)，所述活动模型箱体(401)与固定模型箱体(402)的底部通过底部弹性透明硅胶(404)连接，所述活动模型箱体(401)与固定模型箱体(402)的侧边通过断层侧板(405)连接，所述固定模型箱体(402)的内部活动安装有桩体(406)，所述活动模型箱体(401)与固定模型箱体(402)的两侧边均安装有轮轴(407)，所述轮轴(407)的端头安装有与轨道(2)滑动连接的滑轮(408)。 3.根据权利要求2所述的一种基于3D打印透明土的断层错动对既有桩基影响的试验装置，其特征在于：所述断层侧板(405)包括第一侧板(4051)、第二侧板(4052)、侧面弹性透明硅胶(4053)，所述第一侧板(4051)与第二侧板(4052)均为亚克力透明玻璃，所述第一侧板(4051)与第二侧板(4052)通过侧面弹性透明硅胶(4053)连接，所述第一侧板(4051)与第二侧板(4052)的另一边均设置有第一凹槽(4055)，所述第一侧板(4051)与第二侧板(4052)均通过第一凹槽(4055)分别嵌入活动模型箱体(401)和固定模型箱体(402)上的凸榫(403)，所述第一侧板(4051)与第二侧板(4052)的一边和侧面弹性透明硅胶(4053)的两边均设置有倾角(4054)，所述第一侧板(4051)、第二侧板(4052)和侧面弹性透明硅胶(4053)的倾角(4054)角度均相同。 4.根据权利要求1所述的一种基于3D打印透明土的断层错动对既有桩基影响的试验装置，其特征在于：所述混合搅拌系统(5)包括第一圆柱形立柱(501)、第二圆柱形立柱(502)、第一伸缩直杆(503)、第二伸缩直杆(504)、第一套筒(505)、第一固定装置(506)、第一直杆(507)、打印机承台(508)、3D打印机(509)和混合搅拌筒(510)，所述试验底座(1)的两侧顶部固定安装有第一圆柱形立柱(501)和第二圆柱形立柱(502)，所述第一圆柱形立柱(501)和第二圆柱形立柱(502)的相对面均滑动连接有第一套筒(505)，两个所述第一套筒(505)上分别连接有第一伸缩直杆(503)和第二伸缩直杆(504)，所述第一圆柱形立柱(501)和第二圆柱形立柱(502)的端头均安装有第一固定装置(506)，两个所述第一固定装置(506)通过第一直杆(507)连接，所述第一直杆(507)中间安装有打印机承台(508)，所述打机承台(508)上端布置有3D打印机(509)，所述第一伸缩直杆(503)和第二伸缩直杆(504)的相对面连接有混合搅拌筒(510)。 5.根据权利要求4所述的一种基于3D打印透明土的断层错动对既有桩基影响的试验装置，其特征在于：所述打印机承台(508)下端安装有第一漏斗(5081)，所述混合搅拌筒(510)包括筒体一层(5101)、筒体二层(5102)和第二漏斗(5103)，所述筒体一层(5101)的内部安装有矩形隔板(51011)，所述矩形隔板(51011)的长度方向与第一直杆(507)的长度方向平行，所述筒体一层(5101)下端安装有可开合圆形隔板(51012)，所述筒体一层(5101)内部通过矩形隔板(51011)分隔为两个仓室，两个所述仓室分别为液体材料仓(51013)和颗粒材料仓(51014)，所述筒体二层(5102)内部安装有搅拌器(51021)和第三伸缩直杆(51022)，所述第三伸缩直杆(51022)的固定端连接于筒体二层(5102)底部的二层底板(51023)，所述第三伸缩直杆(51022)的伸缩端与搅拌器(51021)连接，所述筒体二层(5102)底部的二层底板(51023)上设置有出料口(51024)，所述出料口(51024)处均设置有电磁阀(51025)，所述筒体二层(5102)的底板下端安装有第二漏斗(5103)。 6.根据权利要求1所述的一种基于3D打印透明土的断层错动对既有桩基影响的试验装置，其特征在于：所述真空处理系统(6)包括第三圆柱形立柱(601)、第四圆柱形立柱(602)、第二固定装置(603)、第二直杆(604)、泵体承载台(605)、真空泵(606)、第四伸缩直杆(607)、真空盖板(608)、柔性管(609)、抽气阀(610)、密封阀(611)和气压计(612)，所述试验底座(1)的两侧顶部固定安装有第三圆柱形立柱(601)和第四圆柱形立柱(602)，所述第三圆柱形立柱(601)和第四圆柱形立柱(602)的端头均安装有第二固定装置(603)，两个所述第二固定装置(603)通过第二直杆(604)连接，所述第二直杆(604)的中间安装有泵体承载台(605)，所述泵体承载台(605)的上端布置有真空泵(606)，所述第四伸缩直杆(607)的固定端连接于泵体承载台(605)的下表面，所述第四伸缩直杆(607)的伸缩端安装有真空盖板(608)，所述真空盖板(608)上安装有抽气阀(610)、密封阀(611)和气压计(612)，所述抽气阀(610)通过柔性管(609)与真空泵(606)连接。 7.根据权利要求1所述的一种基于3D打印透明土的断层错动对既有桩基影响的试验装置，其特征在于：所述数据采集系统(7)包括第五圆柱形立柱(701)、第六圆柱形立柱(702)、第三固定装置(703)、第三直杆(704)、第五伸缩直杆(705)、第六伸缩直杆(706)、第七伸缩直杆(707)、第八伸缩直杆(708)、第九伸缩直杆(709)、第二套筒(710)、十字激光器(711)、CCD相机(712)和机械臂(713)，所述试验底座(1)的两侧顶部固定安装有第五圆柱形立柱(701)和第六圆柱形立柱(702)，所述第五圆柱形立柱(701)和第六圆柱形立柱(702)的端头均安装有第三固定装置(703)，两个所述第三固定装置(703)通过第三直杆(704)连接，所述第三直杆(703)中部的下表面固定安装有第五伸缩直杆(705)，所述第五圆柱形立柱(701)和第六圆柱形立柱(702)的相对面均滑动连接有第二套筒(710)，所述第六伸缩直杆(706)和第七伸缩直杆(707)的固定端分别连接于两个第二套筒(710)，所述试验底座(1)的上表面固定安装有第八伸缩直杆(708)与第九伸缩直杆(709)，所述第五伸缩直杆(705)的伸缩端安装有十字激光器(711)，所述第八伸缩直杆(708)与第九伸缩直杆(709)的伸缩端均安装有CCD相机(712)，所述试验底座(1)的上表面固定安装有数量为两个的机械臂(713)。 8.根据权利要求7所述的一种基于3D打印透明土的断层错动对既有桩基影响的试验装置，其特征在于：所述机械臂(713)包括固定底座(7131)、第一杆(7132)、第二杆(7133)、第三杆(7134)、第一球铰(7135)、第二球铰(7136)、第三球铰(7137)和真空吸盘(7138)，所述试验底座(1)的上表面固定安装有固定底座(7131)，所述固定底座(7131)的上端安装有第一杆(7132)，所述第一杆(7132)通过第一球铰(7135)连接有第二杆(7133)，所述第二杆(7133)通过第二球铰(7136)连接有第三杆(7134)，所述第三杆(7134)通过第三球铰(7137)连接有真空吸盘(7138)。 9.根据权利要求1所述的一种基于3D打印透明土的断层错动对既有桩基影响的试验装置，其特征在于：所述试验底座(1)上设置有第二凹槽(101)，所述第二凹槽(101)位于数据采集系统(7)的指定位置，所述试验底座(1)为水平布置的矩形底座，所述轨道(2)的端头固定在试验底座(1)的上表面，所述轨道(2)的端头安装有三角阻车器(201)，且另一端延伸出试验底座(1)的另一端外部。
所属类别：	发明专利