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原文传递一种土岩混合双排桩边坡破坏可视化装置及其可视化方法

专利名称：	一种土岩混合双排桩边坡破坏可视化装置及其可视化方法
摘要：	本发明公开了一种土岩混合双排桩边坡破坏可视化装置及其可视化方法，该可视化装置包括框架、透明模型箱、土岩混合双排桩边坡模型、升降平台、刚性连接杆、高度调节件、片光发射器以及图像系统。透明模型箱内装有与土岩混合双排桩边坡模型的折射率相同的浸泡液体。高度调节件能够驱动升降平台沿着框架的垂直方向升降，以带动刚性连接杆下压土岩混合双排桩边坡模型。图像系统包括PIV数字图像采集机构以及工业相机。工业相机用于采集三维图像信息，PIV数字图像采集机构根据三维图像信息，实时记录内部颗粒的位移，并生成破坏图像和数据。本发明获取土岩混合双排桩边坡模型的内部变形情况，获取破坏图像和数据，实现边坡破坏的可视化功能。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	重庆;50
申请人：	重庆大学
发明人：	李驰;王壮;丁选明
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-02T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-20T00:00:00+0800
申请号：	CN201910589101.X
公开号：	CN110258668A
代理机构：	合肥市泽信专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	方荣肖
分类号：	E02D33/00(2006.01);E;E02;E02D;E02D33
申请人地址：	400030 重庆市沙坪坝区正街174号
主权项：	1.一种土岩混合双排桩边坡破坏可视化装置，其包括：框架(4)；透明模型箱(10)，其安装在框架(4)中；土岩混合双排桩边坡模型(9)，其设置在透明模型箱(10)中；其特征在于，透明模型箱(10)内装有浸泡液体，且所述浸泡液体的折射率与土岩混合双排桩边坡模型(9)的折射率相同；所述可视化装置还包括：升降平台(2)，其活动安装在框架(4)上；刚性连接杆(8)，其一端连接在土岩混合双排桩边坡模型(9)上，另一端连接在升降平台(2)上；高度调节件(1)，其安装在升降平台(2)上，并能够驱动升降平台(2)沿着框架(4)的垂直方向升降，以带动刚性连接杆(8)下压土岩混合双排桩边坡模型(9)；片光发射器(7)，其安装在升降平台(2)上，并用于向透明模型箱(10)中发射片光光线；以及图像系统，其包括PIV数字图像采集机构(6)以及至少一个工业相机(13)；工业相机(13)设置在透明模型箱(10)的一侧，并用于采集土岩混合双排桩边坡模型(9)的三维图像信息；PIV数字图像采集机构(6)安装在框架(4)上，并根据所述三维图像信息，实时记录土岩混合双排桩边坡模型(9)中内部颗粒的位移，并生成对应的边坡破坏图像和破坏数据。 2.如权利要求1所述的土岩混合双排桩边坡破坏可视化装置，其特征在于，所述可视化装置还包括：多个配重块(3)，其悬挂在升降平台(2)上，并通过重力作用以驱使升降平台(2)保持平衡。 3.如权利要求1所述的土岩混合双排桩边坡破坏可视化装置，其特征在于，高度调节件(1)为旋转丝杆，且安装在框架(4)上，并通过旋转以带动升降平台(2)相对框架(4)升降。 4.如权利要求3所述的土岩混合双排桩边坡破坏可视化装置，其特征在于，所述图像系统还包括传动杆(5)；传动杆(5)的一端连接在高度调节件(1)的侧壁上，另一端连接在PIV数字图像采集机构(6)上；PIV数字图像采集机构(6)通过传动杆(5)采集高度调节件(1)的旋转圈数，并对应实时的所述三维图像信息，生成所述边坡破坏图像和所述破坏数据。 5.如权利要求1所述的土岩混合双排桩边坡破坏可视化装置，其特征在于，刚性连接杆(8)的顶端插在升降平台(2)的中心，底端固定在一个压力板上；所述压力板用于对土岩混合双排桩边坡模型(9)施加荷载。 6.如权利要求1所述的土岩混合双排桩边坡破坏可视化装置，其特征在于，所述图像系统还包括光学平台(14)；光学平台(14)固定在框架(4)上，透明模型箱(10)固定在光学平台(14)上。 7.如权利要求6所述的土岩混合双排桩边坡破坏可视化装置，其特征在于，土岩混合双排桩边坡模型(9)的材料为有机玻璃板，光学平台(14)具有阻尼材料结构和铁磁不锈钢结构；所述阻尼材料结构固定在框架(4)上，所述铁磁不锈钢结构为平面结构，并安装在所述阻尼材料上。 8.如权利要求1所述的土岩混合双排桩边坡破坏可视化装置，其特征在于，所述可视化装置还包括：底座(11)，其与框架(4)的底部相连，并用于支撑框架(4)。 9.如权利要求1所述的土岩混合双排桩边坡破坏可视化装置，其特征在于，所述浸泡液体为正十二烷和白油的质量比为1：4的混合液；土岩混合双排桩边坡模型(9)具有熔融石英砂，且所述熔融石英砂粒径为0.5～1mm，最大干密度为1.274g/cm3，最小干密度为0.907g/cm3。 10.一种基于透明土的土岩混合双排桩边坡破坏可视化方法，其应用于如权利要求1-9中任意一项所述的土岩混合双排桩边坡破坏可视化装置中；其特征在于，所述可视化方法包括以下步骤： (1)配制人工合成透明土，所述人工合成透明土的配制方法包括以下步骤： (1.1)先筛分出粒径为0.5～1mm的熔融石英，并确定所述熔融石英的最大干密度为1.274g/cm3，最小干密度为0.907g/cm3，再清洗并烘干所述熔融石英； (1.2)按照质量比为1：4混合正十二烷液体和白油，以形成浸泡液体； (1.3)先将所述浸泡液体填充在透明模型箱(10)中，再将所述熔融石英倾倒在所述浸泡液体中； (1.4)先搅拌所述熔融石英与所述浸泡液体，以形成土壤样本，再将所述土壤样本静置直至沉淀完全，并形成所述人工合成透明土； (2)先向透明模型箱(10)中发射片光光线，再向所述人工合成透明土施加荷载，并采集所述人工合成透明土的三维图像信息； (3)根据所述三维图像信息，实时记录土岩混合双排桩边坡模型(9)中内部颗粒的位移，并生成对应的边坡破坏图像和破坏数据。
所属类别：	发明专利