[发明专利]一种滑梯式大型地下试验平台的模型试验填土装置和方法

说明书

本发明公开了一种滑梯式大型地下试验平台的模型试验填土装置和方法，属于模型试验填土领域。该装置包括台秤、小推车、休息平台、滑梯装置、竖向钢板、合页、螺栓、竖向挡板、模型箱、竖向支撑杆、钢板槽和防冲击套筒。其中，滑梯装置由漏斗状滑梯、首部滑梯、中部滑梯、尾部滑梯和可更换曲率出口组成。漏斗状滑梯的主体部分与竖向钢板之间由活动的合页连接，竖向钢板能够自由旋转。竖向挡板支撑在模型箱的一侧箱壁上，竖向挡板起着防止滑梯装置下滑的作用。本发明可以快速组装，试验填土结束后，拆卸简单，填筑速度快，省时省力。根据试验平台和模型箱顶部的实际空间位置关系，可以分段架设直线型滑梯或曲线型滑梯，具有很大的灵活性。

技术领域

本发明属于模型试验填土领域，特别是一种滑梯式大型地下试验平台的模型试验填土装置和方法。

背景技术

近些年，随着地上结构研究的日趋完善，越来越多的科研院所将研究的重心逐渐转移到岩土工程领域。岩土工程问题的研究方法，有理论研究、模型试验和数值模拟等。

模型试验被广泛应用于隧道、基坑等岩土工程领域，究其原因，模型试验比较直观，可定性或定量地反映与地下工程有关的天然岩体受力特性，与其相联系地下工程结构的相互影响，可与数学模型相互验证；物理模拟可以比较全面地、真实地模拟复杂地下工程结构、复杂地层条件等。另外，模型试验可以探索许多目前用数学、力学方法尚不易解决的问题，为建立新的理论和数学模型提供依据。随着地下工程规模越来越大，出现的问题越来越复杂，需要研究的内容越来越多，于是，对地下工程的科研设计水平的要求也越来越高。对复杂地质条件下地下工程开展模型试验进行模拟，是当今岩土工程问题研究的方向，具有实际的工程意义。

模型试验的缺点在于模型装置的尺寸远小于工程结构和地层的尺寸。因此，模型试验不能满足所有的相似比，存在尺寸效应。目前的解决方法，一个是进行离心机试验；另一个是增大模型装置的尺寸。模型试验的尺寸越大，结果越接近实际工程，尺寸效应就越小。为尽可能地降低尺寸效应，尽可能准确的模拟实际工程中的地层条件和结构，许多科研机构采取增大模型箱尺寸的办法。

然而，模型试验需要面对一个最基本的问题是往模型箱内填土。例如，北京工业大学地下综合试验平台，最大能做6m×6m×10m的模型试验。如何能够快速、安全地给如此大的模型箱填土，是一个难题。

鉴于大型地下试验平台的规模大，迫切需要提出一种大型地下试验平台填土的装置和方法。

发明内容

本发明的目的就是在于提出一种操作方便、填土效率高的试验装置，用于大型地下试验平台的填土。

本发明所要解决的技术问题就是提供一种用于大型地下试验平台填土的装置和方法，可以方便地为地下试验平台提供，本装置安装方便，操作简单，为研究地下结构或岩土试验提供可靠的试验平台填土方案。

本发明的技术解决方案是：

一种滑梯式大型地下试验平台的模型试验填土装置，该装置包括台秤(1)、小推车(2)、休息平台(3)、滑梯装置、竖向钢板(12)、合页(13)、螺栓(14)、竖向挡板(15)、模型箱(16)、竖向支撑杆(17)、钢板槽(18)和防冲击套筒(19)。

台秤(1)用于称量每次放入小推车(2)中试验填土的质量。

小推车(2)为手扶式平板车，小推车(2)的手把处设有竖向支撑，竖向支撑放在地上能够保持小推车(2)平衡，试验时将试验用土推往试验平台的休息平台(3)上，然后反复运输试验用土。

休息平台(3)是一个正面无钢板的空心钢板箱，空心钢板箱的底板与地面锚固形成一个整体，用于停放小推车(2)和固定滑梯装置，滑梯装置沿斜向布置。