[实用新型]一种模拟二维土体运动的装置

说明书

一种模拟二维土体运动的装置，包括：箱体；升降机构，固定在箱体上或独立设置在箱体外，且具有上下移动的升降杆；滑块，连接在升降杆的下端，随升降杆在箱体内上下移动；挡土塞块，由滑块挤压在箱体底面上，挡土塞块和滑块共同将箱体分隔为用于装载土体的第一腔室和用于漏放土体的第二腔室，其中，在第一腔室上方具有供加入土体和加载载荷的开口，在第一腔室内装入土体后，滑块由升降机构上提从而释放挡土塞块，挡土塞块向第二腔室掉落，在滑块下端与箱体底面之间形成第一漏土口，并且，第二腔室的箱体底面上具有穿透箱体的第二漏土口，用于收集经第一漏土口漏出的土体。本实用新型可以模拟多种尺寸开挖面无支撑状态下土体的移动情况。

技术领域

本实用新型属于土木工程专业实验领域，具体涉及一种模拟二维土体运动的装置。

背景技术

岩土模型箱主要应用于岩土工程、地下工程、矿业工程等领域，用于研究土体受力状态及运动状态，在国内外已得到广泛应用。

盾构法隧道施工过程中，在起始状态及掘进状态时，经常会出现某个开挖面土体无支撑的情形，因此，需要一种能够模拟开挖面土体无支撑状态下移动规律的岩土模型箱。目前为止，尚未有该方面的公开内容。

实用新型内容

一种模拟二维土体运动的装置，包括：箱体；升降机构，固定在箱体上或独立设置在箱体外，且具有上下移动的升降杆；滑块，连接在所述升降杆的下端，随所述升降杆在箱体内上下移动；挡土塞块，由所述滑块挤压在箱体底面上，挡土塞块和滑块共同将箱体分隔为用于装载土体的第一腔室和用于漏放土体的第二腔室，其中，在所述第一腔室上方具有供加入土体和加载载荷的开口，在第一腔室内装入土体后，所述滑块由升降机构上提从而释放挡土塞块，挡土塞块向第二腔室掉落，在滑块下端与箱体底面之间形成第一漏土口，并且，第二腔室的箱体底面上具有穿透箱体的第二漏土口，用于收集经第一漏土口漏出的土体。

优选地，还设置有垫块，垫块固定在箱体底面上，垫块的上端支撑在挡土塞块的下部，由垫块、挡土塞块以及滑块将箱体分隔为所述第一腔室和所述第二腔室，由滑块的下端与垫块的上端形成所述第一漏土口，其中，垫块具有斜向下倾斜的表面，且该倾斜的表面延伸到第二漏土口的边缘，以便于土体向下滑落。

优选地，挡土塞块的上部开设有导向槽，滑块的下部设置有与所述导向槽配合的导向板，随滑块移动导向板插入或离开导向槽。

优选地，第一腔室的上部向下延伸有将所述升降杆与土体分隔开的挡土板，所述挡土板的长度使得当滑块下移到与挡土塞块的上端接触挤压时，依然能够将所述升降杆与土体分隔开，并且，滑块对应的侧面与挡土板贴合。

优选地，滑块的至少一个侧面安装有聚四氟乙烯板。

优选地，所述箱体的至少一个侧面为钢化玻璃。

优选地，箱体的各连接位置均设置有胶皮以及密封胶，保证密封防水效果。

优选地，所述升降机构为蜗轮丝杆升降机构、液压缸、气缸、电动推杆中的一种。

优选地，所述模拟二维土体运动的装置还包括底座，所述底座包括平台以及支撑平台的支腿，所述箱体为固定在所述底座上的空心立方体，并且，所述滑块的侧面中至少两个相对的侧面分别与对应的箱体侧面贴合，所述第二漏土口也穿透平台，在箱体的上部设置有加载装置，所述加载装置用于对土体施加荷载，并且，在箱体的外侧设置有实时拍摄实验现象的摄像机，以及实时采集实验数据的传感器。

优选地，在垫块上端的外侧边缘具有定位挡土塞块的安置槽，所述安置槽具有与挡土塞块的下端相匹配的形状。

附图说明

通过结合下面附图对其实施例进行描述，本实用新型的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1是表示本实用新型实施例的模拟二维土体运动的装置的正视图一；