[发明专利]用于岩土模型试验的可视化组合式模型箱及安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及用于岩土模型试验的可视化组合式模型箱。

背景技术

随着国民经济的迅速发展，国家加大基础设施的发展力度，能源、机场、公路、铁路等工程逐渐开展，不可避免的涉及到岩土及地下工程问题。我国地形地貌复杂，土体分布差异性较大，针对不同地区的岩土工程问题要区别对待，因此有必要研究涉及岩土的具体特征。

建造实际比例的岩土工程模型通常会耗费大量的时间以及资金，所以对岩土工程实际土体做等比例缩小，以便在试验室模拟研究使用是具有实际意义的。但是岩土工程问题涉及面较广、土体实际情况不同，建造的岩土工程土体模型的空间大小也有所不同，为更真实的得到试验数据，同时为了深入探讨土体的变形机理，有必要直观地观测土体模型。而目前在这一方面的工作还处于初步探索阶段。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于岩土模型试验的可视化组合式模型箱及安装方法。

本发明是用于岩土模型试验的可视化组合式模型箱及安装方法，用于岩土模型试验的可视化组合式模型箱，包括内部可放置土体材料的空间模型箱体1，所述模型箱体1由框架面板2和底部钢板3以及方钢加强肋9组成；所述框架面板2相互平行构成模型箱体1的前后及左右四个面，由竖向一榀Ⅰ型面板单元5与方钢柱11连接而成；竖向一榀Ⅰ型面板单元5由相互独立的Ⅰ型面板4并列再通过螺栓13及螺母14固定连接拼装；模型箱体1顶部设置由方钢梁10构成的顶梁，在其底部设置由方钢梁10构成的底梁，均用螺栓13固定连接在方钢柱11侧壁上；用横向设置的等边角钢6将底部的方钢梁10与底部钢板3通过螺栓13固定连接；方钢加强肋9设置在模型箱体1的四个侧面。

用于岩土模型试验的可视化组合式模型箱的安装方法，其步骤为：

（1）拼装Ⅰ型面板4框架：用相同规格的不等边角钢7拼接成正方形框架，相邻的两块不等边角钢7沿45度切割后拼装并用等边角钢6在拼接处用螺栓13进行固定；

（2）在预设位置用螺栓13穿过拼接成的正方形框架不等边角钢7长边方向，用螺母14固定透明材质的有机玻璃8形成Ⅰ型面板4单元；

（3）重复步骤（1）、步骤（2），获得相应数量的Ⅰ型面板4；

（4）用步骤（3）组装的Ⅰ型面板4并列连接，构成竖向一榀Ⅰ型面板单元5，相邻Ⅰ型面板4的不等边角钢7的短边方向用螺栓13及螺母14固定连接，其中，Ⅰ型面板4的数量至少为三个；

（5）重复步骤（4）获得若干竖向一榀Ⅰ型面板单元5；

（6）拼装框架面板2：将步骤（5）中的竖向一榀Ⅰ型面板单元5在水平方向通过与方钢柱11以螺栓13连接的方式进行拼装，构成框架面板2；

（7）重复步骤（6）完成模型箱体1的前后左右四个框架面板2的拼装；

（8）拼装模型箱体1框架：通过螺栓13将模型箱体1相邻的框架面板2与模型箱体1的四个竖向棱边的方钢柱11连接；用螺栓13将方钢梁10构成的顶梁以及底梁分别固定连接在模型箱体1顶部及底部方钢柱11侧壁上；在模型箱体1顶部方钢梁10上对称焊接吊环12，方便后期由起吊装置移动到指定位置；

（9）拼装底部钢板：用等边角钢6将底部钢板3通过螺栓13固定连接在模型箱体1底部方钢梁10上；

（10）加固模型箱体1：分别在模型箱体1四个侧面的设定位置用螺栓13固定一道方钢加强肋9。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种拆装方便、可改变空间大小用于岩土模型试验的可视化组合式模型箱。通过本发明可实现模型空间大小的自由调节，而且能够直观地看到土体的变化特征。其结构合理，拆卸方便，适用于不同规模的岩土模型试验。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，图2是图1中结构的框架面板2示意图，图3是Ⅰ型面板4构造图，图4是Ⅰ型面板4纵向并列连接剖面示意图。图5是竖向一榀Ⅰ型面板单元5及其与方钢柱连接示意图。图6是图5剖面示意图。图中附图标记及对应名称为：模型箱体1、框架面板2、底部钢板3、Ⅰ型面板4、竖向一榀Ⅰ型面板单元5、等边角钢6、不等边角钢7、有机玻璃8、方钢加强肋9、方钢梁10、方钢柱11、吊环12、螺栓13、螺母14。

具体实施方式

为了进一步了解本发明的内容、特点及作用，下面结合附图详细说明。