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原文传递一种尺寸可调的土体载荷实验模型装置及其实验方法

专利名称：	一种尺寸可调的土体载荷实验模型装置及其实验方法
摘要：	本发明提出一种尺寸可调的土体载荷实验模型装置，包括盛放土体的模型槽，套装在模型槽外侧加固模型槽的反力框架和向模型槽内的土体施加向下载荷的载荷施加模块；所述模型槽包括两个活动侧板；所述滑动内腔内滑动连接有推拉板；所述反力框架包括平行于活动侧板的活动侧架和支撑板，活动侧架和支撑板通过螺纹伸缩机构连接，步进电机驱动螺纹伸缩机构旋转伸缩，调整支撑板位置。本发明通过在模型槽的两个侧板的内腔设置可伸缩的推拉板，可自由变换模型槽尺寸，合理选择模型槽的尺寸；反力框架可以根据模型槽的尺寸变化，通过步进电机调节加固尺寸，使得反力框架的支撑板与模型槽侧板相接，并施加一定的预应力，起到了良好的支撑加固效果。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	河海大学
发明人：	冯照雁;沈扬;梁晖;卞长荣
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-23T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-30T00:00:00+0800
申请号：	CN201910433404.2
公开号：	CN110186758A
代理机构：	南京经纬专利商标代理有限公司
代理人：	张惠忠
分类号：	G01N3/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	211100 江苏省南京市江宁开发区佛城西路8号
主权项：	1.一种尺寸可调的土体载荷实验模型装置，包括盛放土体的模型槽，套装在模型槽外侧加固模型槽的反力框架和向模型槽内的土体施加向下载荷的载荷施加模块，其特征在于：所述模型槽为长方体形状，包括底板（101），以及首尾相连垂直设置在底板（101）上的两个固定侧板（102）和两个活动侧板（103）；两个所述固定侧板（102）垂直相交固定，并且固定在底座（101）上；两个所述活动侧板（103）的一端垂直相交固定，另一端均开设有水平的滑动内腔；所述滑动内腔内滑动连接有推拉板（104）；所述活动侧板（103）的上端和推拉板（104）的上端相应位置均设置有若干定位孔（105）；当推拉板（104）沿滑动内腔滑动至指定位置，通过定位销（106）插入活动侧板（103）和推拉板（104）的定位孔，将活动侧板（103）和推拉板（104）销接固定；所述反力框架为长方体形状，包括设置在底板下方的底架（201），以及首尾相连垂直固定在底架（201）上的两个固定侧架（202）和两个活动侧架（203）；两个所述固定侧架（202）垂直相交，每个固定侧架（202）与其中一个固定侧板（102）平行相接；两个所述活动侧架（203）垂直相交，每个活动侧架（203）平行间隔布置在其中一个活动侧板（103）的外侧；每个所述活动侧架（203）的内侧均设置有平行于该活动侧架（203）的支撑板（204），所述支撑板（204）和所述活动侧架（203）之间设置有螺纹伸缩机构；所述螺纹伸缩机构包括垂直于所述支撑板（204）的内螺纹套筒（205）、螺纹连接在内螺纹套筒（205）内的螺纹杆（206）和固定在支撑板（204）上的步进电机（207）；所述内螺纹套筒（205）的一端固定在活动侧架（203）上，所述螺纹杆（206）的一端从所述内螺纹套筒（205）的另一端伸出，并且所述螺纹杆（206）伸出内螺纹套筒（205）的一端与步进电机（207）的转轴相连；每对平行的活动侧架（203）和活动侧板（103）之间还设置有垂直于支撑板（204）的滑槽，所述滑槽位于底架（201）上；所述支撑板（204）底部设置有滑动嵌入滑槽内的滑轨；所述步进电机（207）驱动所述螺纹杆（206）沿螺纹套筒（205）旋转，从而带动支撑板（204）沿滑槽移动。 2.根据权利要求1所述的尺寸可调的土体载荷实验模型装置，其特征在于：所述螺纹伸缩机构还包括多个依次螺纹连接在内螺纹套筒（205）和螺纹杆（206）之间的螺纹套杆（208）；所述螺纹套杆（208）设置有外螺纹和内螺纹孔，并且相邻的两个螺纹套杆（208）中，其中一个螺纹套杆（208）的内螺纹孔直径等于另一个螺纹套杆（208）的外螺纹直径。 3.根据权利要求1所述的尺寸可调的土体载荷实验模型装置，其特征在于：所述内螺纹套筒（205）、螺纹杆（206）和螺纹套杆（208）的长度均相同。 4.根据权利要求2所述的尺寸可调的土体载荷实验模型装置，其特征在于：所述螺纹伸缩机构的数量为多组，并均匀布置在支撑板（204）的竖直对称轴线上。 5.根据权利要求1-4任意一项所述的尺寸可调的土体载荷实验模型装置，其特征在于：所述载荷施加模块包括位于反力框架上方的立柱（301）、位于立柱（301）上方的横梁（302）和位于横梁（302）上的载荷施加机构。 6.根据权利要求5所述的尺寸可调的土体载荷实验模型装置，其特征在于：所述载荷施加机构包括千斤顶和固定在千斤顶的升降杆上的承压板；所述承压板平行布置在土体的上方。 7.根据权利要求6所述的尺寸可调的土体载荷实验模型装置，其特征在于：所述立柱（301）分别滑动连接在相互平行的一个固定侧架（202）和一个活动侧架（203）的顶部；所述横梁（302）跨接在两侧立柱（301）之间，所述千斤顶滑动连接在横梁（302）上。 8.一种使用如权利要求1-7任意一项所述的尺寸可调的土体载荷实验模型装置的实验方法，其特征在于，包括以下步骤： a. 将推拉板（104）从活动侧板（103）的滑动内腔抽出至指定位置，并销接固定； b. 开启步进电机（207），推动支撑板（204）向活动侧板（103）滑动，支撑板（204）与活动侧板（103）相接后，推动活动侧板（103）移动至与垂直于该活动侧板（103）的固定侧板（102）相接，并且支撑板（204）向活动侧板（103）施加一定的预载荷后，关闭步进电机（207）； c. 调整千斤顶位置使得承压板位于土体正上方；千斤顶通过承压板向土体施加一定量的载荷，同时监测土体的沉降量。
所属类别：	发明专利