本實用新型屬于土力學教具技術領域，具體涉及一種擋土墻-地基承載力聯(lián)合模型試驗儀。

背景技術：

土力學是研究土的物理性質以及在荷載作用下土體內部的應力變形和強度規(guī)律，進而解決與土體變形和穩(wěn)定有關工程問題的一門學科，具有很強的工程實踐背景。

關于土力學學科現(xiàn)有的教學實驗儀器多為依據(jù)實驗教學章節(jié)安排的，測定某些物理指標而設定的儀器，如固結儀、直接剪切儀，滲透儀等，這些實驗項目中缺少與土力學的綜合應用，如擋土墻、土壓力及地基承載力等相關的實驗缺乏相關綜合性實驗儀器，無法發(fā)揮學生的主觀能動性，也不能很好地培養(yǎng)學生的工程實踐能力。同時，在工程實踐和科研中，隨著我國城市化進程和交通的快速發(fā)展，不同形式的地基處理及擋土墻在相關工程中得到了廣范的應用。相關的模型試驗也只是多集中在為測量某一類型而設計的模擬試驗，缺少綜合性模型試驗，造成模型試驗裝置的利用率低，材料浪費，同時科研上所采用的模型試驗中模型試驗箱箱體較大占地多并且多為不透明的鋼板材質，不利于教學和在教學過程中學生對土體在應力作用下發(fā)生破壞模式的觀測，不利于相關科研項目中預備模型試驗的進行。因此，結合已有的工程實踐，研制一套既能進行地基破壞模式展示又能進行不同形式擋土墻受力與變形分析的多功能試驗儀器是非常必要的。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種擋土墻-地基承載力聯(lián)合模型試驗儀，解決了現(xiàn)有土力學教具在使用中功能單一、體積較大的問題。

本實用新型一種擋土墻-地基承載力聯(lián)合模型試驗儀所采用的技術方案是，包括底座，底座上依次設置有傳動墻、箱體和支架，傳動墻一側設置有電機，傳動墻另一側通過量力環(huán)與箱體相連接；支架上設置有量表架，量表架一端固接支架，量表架的另一端設置有位移計，位移計上還連接有位移測量裝置。

本實用新型的特征還在于，

箱體包括與傳動墻相平行的擋土墻和固定墻，擋土墻和固定墻之間通過有機玻璃相閉合；擋土墻一側通過量力環(huán)與傳動墻相連接，擋土墻另一側設置有壓力盒。

位移測量裝置包括鋼柱，鋼柱兩端分別連接有位移計和壓板，鋼柱上還設置有矩形的固定框，沿固定框長向一端鉸接有鋼柱，沿固定框長向另一端與杠桿相接觸，杠桿上還設置有砝碼；壓板位于箱體的頂部，固定框套接于箱體外部。

電機為無極電機。

量力環(huán)內設置有測微表。

有機玻璃外壁豎直方向分布有鋼筋。

壓板的橫截面積為90-110cm²。

本實用新型的有益效果是：本實用新型一種擋土墻-地基承載力聯(lián)合模型試驗儀可通過在箱體內鋪設有色土層，采用有機玻璃能夠使操作者便于觀察箱體內土體變形規(guī)律、便于將土力學中常見的擋土墻不同破壞類型及地基在荷載作用下超過其承載力破壞現(xiàn)象進行演示；能改變擋土墻傾角，演示不同傾角下?lián)跬翂偷鼗钠茐淖冃我?guī)律及不同形態(tài)下?lián)跬翂ι系膽εc變形特征，其體積較小，功能多樣，結構簡單，有很好的使用價值。

附圖說明

圖1是本實用新型一種擋土墻-地基承載力聯(lián)合模型試驗儀的結構示意圖；

圖2是本實用新型一種擋土墻-地基承載力聯(lián)合模型試驗儀的左視圖；

圖3是本實用新型一種擋土墻-地基承載力聯(lián)合模型試驗儀中箱體的俯視圖。

圖中，1.底座，2.傳動墻，3.箱體，4.支架，5.電機，6.量力環(huán)，7.量表架，8.位移計，9.擋土墻，10.固定墻，11.有機玻璃，12.鋼筋，13.壓力盒，14.測微表，15.鋼柱，16.杠桿，17.砝碼，18.壓板，19.固定框。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細說明。

本實用新型一種擋土墻-地基承載力聯(lián)合模型試驗儀，如圖1所示，包括底座1，底座1上依次設置有傳動墻2、箱體3和支架4，傳動墻2一側設置有電機5，傳動墻2另一側通過量力環(huán)6與箱體3相連接；支架4上設置有量表架7，量表架7一端連接支架4，量表架7的另一端設置有位移計8，位移計8上還連接有位移測量裝置。

箱體3包括與傳動墻2相平行的擋土墻9和固定墻10，擋土墻9和固定墻10之間通過有機玻璃11形成閉合的方形環(huán)體；擋土墻9一側通過量力環(huán)6與傳動墻2相連接，在進行水平方向擠壓過程中，量力環(huán)6內設置的測微表14測量出傳動墻2和擋土墻9之間壓力的大小，通過電機5施加的動力均勻的分布在擋土墻9上，繼而通過量力環(huán)6測量出電機5施加的動力，測出主動土壓力情況下?lián)跬翂?上的壓力分布，擋土墻9另一側設置有壓力盒13，在豎直應力測試中，壓力盒13測量出箱體內土層與擋土墻9之間壓力的大小。

如圖2所示，位移測量裝置包括鋼柱15，鋼柱15兩端分別連接有位移計8和壓板18，鋼柱15上還設置有矩形的固定框19，沿固定框19長向一端鉸接有鋼柱15，沿固定框19長向另一端與杠桿16相接觸，杠桿比設定為1:10，杠桿16上還設置有砝碼17，由于杠桿比不變，通過增減砝碼17的重量使套接于箱體3外部的固定框19在豎直方向上下移動，通過砝碼17的重量計算出鋼柱15上的壓力，將鋼柱15上的壓力傳遞給壓板18，使位于箱體3頂部的壓板18對土層產(chǎn)生壓力，從而計算出豎向載荷下的土壓力，位移計8測量出在載荷作用下的土體中間部位的位移變量。

電機5為無極電機，能實現(xiàn)在不同推動速度下土壓力變化對擋土墻9破壞的研究，避免了手動及分級變速情況下速度不均勻對實驗結果的影響。

如圖3所示，有機玻璃11外壁豎直方向分布有鋼筋12，鋼筋12增加了有機玻璃11的強度，加固了有機玻璃11。

壓板18的橫截面積為90-110cm²。

本實用新型的使用過程：首先可以在箱體內進行普通土層和有色土層的交叉鋪放，鋪好土層后，在進行水平壓力測試中，給電機5設定速度，電機5依次通過傳動墻2和量力環(huán)6給擋土墻9施加壓力，模擬水平對土層進行施壓的過程，觀察者可以通過土層的變形，讀取量力環(huán)6內測微表14的讀數(shù)，得到被動土壓力；在進行豎直方向的壓力測試中，通過增減砝碼17的重量使套接于箱體3外部的固定框19在豎直方向上向下移動，通過砝碼17的重量計算出鋼柱15上的壓力，將鋼柱15上的壓力傳遞給壓板18，使位于箱體3頂部的壓板18對土層產(chǎn)生壓力，從而計算出豎向載荷下的土壓力，位移計8測量出在載荷作用下的土體中間部位的位移變量，通過壓力盒13讀取箱體3承受壓力的大小，得到主動土壓力。

本實用新型通過采用有機玻璃11能夠使操作者便于觀察箱體3內土體變形規(guī)律、便于將土力學中常見的擋土墻9不同破壞類型及地基在荷載作用下超過其承載力破壞現(xiàn)象進行演示；能改變擋土墻9傾角，演示不同傾角下地基的破壞變形規(guī)律及不同形態(tài)下?lián)跬翂?上的應力與變形特征，其體積較小，功能多樣，結構簡單，有很好的使用價值。