[發(fā)明專利]一種測試土壓力的模型試驗裝置與測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710445082.4
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107389456B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設計）人: 熊國軍;王建華;陳錦劍
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01L5/00
• 代理公司: 上海恒慧知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀

1.一種測試土壓力的簡易模型試驗裝置，其特征在于，包括：模型箱、擋墻板、微型土壓力傳感器、反力撐架、U形滑槽、加載部件和回復彈簧；其中：

所述模型箱為一個三面?zhèn)缺谝欢踢厒让娉诘拈L方體箱體，箱體內用于裝填實驗用松散介質，擋墻板、U形滑槽、加載部件、反力撐架均設置于模型箱的敞口端；

所述擋墻板位于模型箱的敞口一端的最內側；擋墻板朝向模型箱內側的表面上設有孔，用于安裝微型土壓力傳感器，擋墻板的背面設有坡面朝斜下方向的外凸的豎向楔坡構造；

所述反力撐架位于模型箱敞口一端的最外側；

所述U型滑槽設置在擋墻板與反力撐架之間且滑槽面朝向模型箱內側方向，U形滑槽的中部位置開設圓孔，U形滑槽的下部中間位置開設矩形缺口構造；

所述加載部件包括位移加載楔、傳動齒盤組、手動齒盤組、備用千斤頂，其中：所述位移加載楔設置于擋墻板背面的豎向楔坡結構與U形滑槽之間，位移加載楔的楔坡面朝斜上方向且正對擋墻板背面的豎向楔坡結構，位移加載楔的背面朝對并緊貼U形滑槽且在背面的豎向中線位置開有豎向的單側齒輪槽；所述傳動齒盤組為n組，n大于等于1，每組傳動齒盤組均包括第一小齒盤、大齒盤和剛性連接第一小齒盤、大齒盤的第一轉軸連接桿，所述手動齒盤組包括手動轉盤、第二小齒盤和剛性連接手動轉盤、第二小齒盤的第二轉軸連接桿，其中第一組傳動齒盤組即第一級傳動齒盤組中的第一小齒盤穿過U形滑槽的中部圓孔并安插在位移加載楔背面的單側齒輪槽內，第二組傳動齒盤組即第二級傳動齒盤組中的第一小齒盤連接一級轉動齒盤組中的大齒盤，……，第n組傳動齒盤組即第n級，也即最后一級傳動齒盤組中的大齒盤連接與手動齒盤組中的第二小齒盤連接；備用千斤頂設置于位移加載楔的正下方；

所述回復彈簧設置在擋墻板與U形滑槽之間。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種測試土壓力的簡易模型試驗裝置，其特征在于，所述的傳動齒盤組中：

所述第一級傳動齒盤組中的第一小齒盤與單側齒輪槽內設置的齒輪咬合連接，第二級傳動齒盤組中的第一小齒盤與第一級傳動齒盤組中的大齒盤通過齒輪咬合連接，……，最后一級傳動齒盤組中的第一小齒盤與前一級傳動齒盤組的大齒盤通過齒輪咬合連接，最后一級傳動齒盤組中的大齒盤與手動齒盤組中的第二小齒盤通過齒輪咬合連接；

當轉動手動齒盤組中的手動轉盤時第二小齒盤隨之轉動，通過各級傳動齒盤組的大齒盤、第一小齒盤的傳遞，實現(xiàn)第一級傳動齒盤組中的第一小齒盤轉動，第一級傳動齒盤組中的第一小齒盤通過位移加載楔背面的豎向單側齒盤槽驅動位移加載楔向上或者向下移動，位移加載楔通過楔坡面推動擋墻板向模型箱內側產(chǎn)生被動位移，或者由回復彈簧拉動擋墻板向模型箱外側產(chǎn)生主動位移。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種測試土壓力的簡易模型試驗裝置，其特征在于，所述的裝置進一步包括豎向位移阻攔桿、轉軸固定桿與固定件、位移讀數(shù)標尺，其中：

所述反力撐架由兩片以上復合三角撐與若干水平連接桿牢固連接構成，模型箱底部設有托架，復合三角撐底部的桿件、底部的水平連接桿與托架牢固連接成一整體；U型滑槽的背面與復合三角撐中的豎向桿件和緊貼的水平連接桿間牢固連接；

所述轉軸固定桿與固定件有多個，并分別設置在各傳動齒盤組的第一轉軸連接桿處和手動齒盤組的第二轉軸連接桿處；其中固定件套住第一轉軸連接桿、第二轉軸連接桿并固定在轉軸固定桿上，轉軸固定桿的兩端固定在復合三角撐上；

所述豎向位移阻攔桿設置于擋墻板背面的豎向楔坡結構的頂面高度處，豎向位移阻攔桿的兩端固定在反力撐架上；豎向位移阻攔桿與豎向楔坡結構的頂面接觸面打磨光滑、涂抹潤滑油或者安裝滾輪；

所述位移讀數(shù)標尺包括直形標尺與弧形標尺，其中：直形標尺設置于位移加載楔的頂部，弧形標尺設置于手動齒盤組的手動轉盤周圍。