[发明专利]用于模拟混凝土管廊的镁合金模型的制作方法

说明书

本发明提供了一种用于模拟混凝土管廊的镁合金模型的制作方法，包括以下步骤：(一)确定制作材料，即选取杨氏模量与待模拟管廊的混凝土材料的杨氏模量相同的镁合金材料；(二)设计管廊模型；(三)加工管节；(四)打孔；(五)贴密封垫；(六)组装管廊模型；(七)穿入钢丝；(八)施加预应力。本发明通过制作杨氏模量与待模拟混凝土管路相等或近似的镁合金模型，使模型材料的等于实际混凝土管廊的杨氏模量，并用在钢丝上挂砝码的方式对管廊模型施加预应力，实现了对实际混凝土管路所受预应力的模拟。

技术领域

本发明属于岩土工程实验技术领域，更具体地，涉及一种用于模拟混凝土管廊的镁合金模型的制作方法。

背景技术

岩土工程常需要先对预应力进行模拟。但是，对大型设备进行试验，极其浪费材料，并且试验设备难以加工制造。将混凝土材料制成微小的模型，进行微型土工离心机试验，对试验模型尺寸精度的要求太高，实际操作过于困难。因此，现有技术中亟需一种能够模拟试验用混凝土材料进行混凝土管廊预应力试验的技术方案。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种制作与需模拟的混凝土材料的杨氏模量相同的镁合金材料模型，降低模型制作和拼装的尺寸误差的用于模拟混凝土管廊的镁合金模型的制作方法。

为实现上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：

用于模拟混凝土管廊的镁合金模型的制作方法，包括以下步骤：

(一)确定制作材料：选取杨氏模量与待模拟管廊的混凝土材料的杨氏模量相同的镁合金材料；

(二)设计管廊模型：设计管廊模型所需的管节数量和每个管节及其内凹部和外凸部的形状尺寸；

(三)加工管节：按照步骤(二)中设计的管节数量和每个管节的形状尺寸参数加工出管节；

(四)打孔：在加工出的管节端面的四个端角处钻出连接孔；

(五)贴密封垫：在相邻两节管节之间粘贴用于止水密封的密封垫；

(六)组装管廊模型：将管节的外凸部插入相邻管节的内凹部，使各个管节依次首尾相连；

(七)穿入钢丝：将钢丝从最前端的管节的连接孔穿入，并从最后端的管节的连接孔穿出，然后用卡扣扣在紧贴最前端和最后端的管节的连接孔的位置，从而固定住钢丝；

(八)施加预应力：通过在钢丝的末端悬挂砝码，来给管廊模型施加与砝码的重力大小相同的预应力。

所述钢丝的直径比所述连接孔的直径小0.05mm。

本发明与现有技术相比的有益效果是：制作杨氏模量与待模拟混凝土管廊相等或近似的镁合金模型，使模型材料的等于实际混凝土管廊的杨氏模量，并用在钢丝上挂砝码的方式对管廊模型施加预应力，实现了对实际混凝土管廊所受预应力的模拟。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是本发明的侧视图。

附图标记：1-管节，2-连接孔，3-钢丝，4-密封垫，5-卡扣，6-内凹部，7-外凸部。

具体实施方式

如图1-2所示，采用下列制作方法制作用于模拟混凝土管廊预应力的镁合金模型，包括以下步骤：

(一)确定制作材料：选取杨氏模量与待模拟管廊的混凝土材料的杨氏模量相同的镁合金材料，在本实施例中，采用AZ31B型镁合金，杨氏模量为43.4GPa，与C45标号混凝土近似相等，可以很好地模拟C45标号混凝土材料，在工程应用中满足精度的要求；