[發明專利]一種模擬土體側移的透明土模型試驗裝置及其試驗方法

有效

• 申請號: 201710361194.1
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107227759B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 仉文崗;周東;丁選明;向鈺周
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 50201 重慶大學專利中心
• 代理人: 王翔

1.一種模擬土體側移的透明土模型試驗裝置，其特征在于，包括可固定在光學平臺(9)上的透明模型箱(1)，以及T型塊(3)和加載塊(4)；

所述透明模型箱(1)整體為一個矩形箱體；矩形箱體的一側周壁上具有矩形缺口(101)；

所述T型塊(3)包括相互垂直的長方體翼緣部(301)和長方體腹板部(302)；所述T型塊(3)由若干塊T字型片狀板堆疊組合而成；所述T型塊(3)嵌坐于透明模型箱(1)的缺口側；所述翼緣部(301)位于透明模型箱(1)的內腔中；所述腹板部(302)從矩形缺口(101)處伸出；所述T型塊(3)與透明模型箱(1)的對合邊沿處閉合；所述翼緣部(301)與透明模型箱(1)合圍出半包圍空間(S)；

所述半包圍空間(S)內具有透明薄膜袋(5)；所述透明薄膜袋(5)緊貼半包圍空間(S)的側壁；所述透明薄膜袋(5)內設置有模擬樁周土體的透明土(2)；

所述透明模型箱(1)外設置有油壓千斤頂(6)、兩臺工業相機(7)和兩臺激光發射器(8)；所述油壓千斤頂(6)位于透明模型箱(1)的缺口側；所述兩臺工業相機(7)布置在矩形缺口(101)對側和透明模型箱(1)上方；所述兩臺激光發射器(8)布置在與缺口側相鄰的兩側；

試驗時，所述透明土(2)中埋置試驗模型樁；所述加載塊(4)被油壓千斤頂(6)抵在腹板部(302)上；油壓千斤頂(6)對加載塊(4)分級施加位移；所述兩臺激光發射器(8)發射激光，在透明土(2)內形成兩個透明土散斑場；所述工業相機(7)記錄透明土散斑場的變化。

2.根據權利要求1所述的一種模擬土體側移的透明土模型試驗裝置，其特征在于：所述透明模型箱(1)采用有機玻璃制得。

3.根據權利要求1所述的一種模擬土體側移的透明土模型試驗裝置，其特征在于：所述油壓千斤頂(6)、工業相機(7)和激光發射器(8)固定在支架上；所述支架的高度和角度均可調節；所述光學平臺(9)上設置有預留螺孔；所述支架采用螺釘固定在光學平臺(9)上。

4.一種關于權利要求1所述試驗裝置的試驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)按設計尺寸制作透明模型箱(1)、T字型片狀板和加載塊(4)；

2)將T字型片狀板堆疊在透明模型箱(1)的缺口處，形成T型塊(3)；

3)將透明薄膜袋(5)放置到半包圍空間(S)內；

4)在透明薄膜袋(5)內配制透明土(2)至設計高度；配制過程中將模型樁埋置于設計位置；配制完成后靜置24小時；

5)布置并調整油壓千斤頂(6)、工業相機(7)和激光發射器(8)；

6)油壓千斤頂(6)對加載塊(4)分級施加位移；在施加完成第i級位移后，待透明土(2)中散斑場穩定，使用工業相機(7)進行拍攝；調整激光發射器(8)的水平位置和高度，以獲取在第i級位移下不同位置處的透明土切面圖像；

7)保存圖片，關閉激光發射器(8)，整理試驗器材；

8)使用PIV技術處理試驗圖像，得到樁周透明土(2)各切面的位移矢量圖。

5.根據權利要求4所述的一種試驗方法，其特征在于：在步驟1)之后，還具有擦洗透明模型箱(1)側壁的相關步驟。