本實(shí)用新型涉及邊坡試驗(yàn)領(lǐng)域，具體是一種邊坡土工離心模型試驗(yàn)表面卸荷裝置。

背景技術(shù)：

巖土工程中常會(huì)遇到復(fù)雜的工程問(wèn)題，當(dāng)現(xiàn)有問(wèn)題超出規(guī)范許可范圍時(shí)須對(duì)復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行專項(xiàng)研究，而離心試驗(yàn)技術(shù)是解決復(fù)雜巖土工程問(wèn)題的重要手段，通過(guò)離心機(jī)給縮尺后的模型施加重力場(chǎng)從而再現(xiàn)原型的應(yīng)力應(yīng)變。由于施工工況的多樣性，對(duì)模型工況的模型則顯得頗為重要。

離心模型試驗(yàn)是通過(guò)離心機(jī)給模型施加重力場(chǎng)，通過(guò)模型來(lái)反應(yīng)原型的變形及應(yīng)力特征。如申請(qǐng)公布號(hào)CN 101906788A公開(kāi)的模擬離心場(chǎng)邊坡開(kāi)挖工況的設(shè)備，主要包括平臺(tái)部分、下切系統(tǒng)和推拉系統(tǒng)。牽引電機(jī)通電后，電機(jī)齒輪正反向轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)齒條右端的上層平臺(tái)板在直線導(dǎo)軌上左右滑動(dòng)，帶動(dòng)刀片左右運(yùn)動(dòng)，即有效模擬了在離心場(chǎng)下的“推拉”過(guò)程，直線電機(jī)的電機(jī)軸帶動(dòng)下部刀片沿豎直方向上下運(yùn)動(dòng)，這樣即可根據(jù)需要將刀片垂直的切入和離開(kāi)邊坡坡腳，即實(shí)現(xiàn)了離心場(chǎng)下的“下切-上提”過(guò)程。該專利主要是模擬坡腳開(kāi)挖，需要預(yù)先按實(shí)際工況將邊坡模型與荷載物進(jìn)行固定結(jié)合，且采用刀片對(duì)荷載進(jìn)行強(qiáng)制切割，操作難度大，危險(xiǎn)性大，且僅是對(duì)邊坡模型坡腳進(jìn)行開(kāi)挖，模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性不高，得到結(jié)果單一。

在離心模型試驗(yàn)中，不僅要求對(duì)模型的材料選擇、相似比進(jìn)行正確的選擇應(yīng)用，同時(shí)還要求能夠正確模擬原型的施工工況。在巖土邊坡工程領(lǐng)域，誘發(fā)邊坡破壞存在多種因素，同時(shí)隨著邊坡表層土體的破壞滑坡，邊坡斜坡上卸荷而引起整個(gè)邊坡發(fā)生二次災(zāi)害的事故也時(shí)有發(fā)生，因此，有必要對(duì)邊坡卸荷進(jìn)行有效的模擬，揭示邊坡卸荷對(duì) 整個(gè)邊坡的影響，現(xiàn)有的試驗(yàn)停機(jī)后再開(kāi)挖邊坡引起應(yīng)力損失，從而影響模擬結(jié)果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種準(zhǔn)確反映實(shí)際邊坡原型卸荷工況的邊坡土工離心模型試驗(yàn)表面卸荷裝置。

本實(shí)用新型的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種邊坡土工離心模型試驗(yàn)表面卸荷裝置，包括邊坡模型、套設(shè)于邊坡模型上且至少罩住邊坡模型前坡面的加載架、位于加載架和邊坡模型前坡面之間的加載腔以及填充于加載腔內(nèi)的顆料狀加載料，所述加載架底部設(shè)有與所述加載腔相通的可開(kāi)合的卸料口，所述加載架包括架框、設(shè)于架框上的透明的側(cè)面板和前面板。

進(jìn)一步，所述加載腔內(nèi)設(shè)有底部對(duì)應(yīng)卸料口位置具有下料開(kāi)口的載料囊袋，所述載料囊袋至少局部與所述架框固連。

進(jìn)一步，所述加載架頂部敞口，所述載料囊袋頂部具有高出所述邊坡模型頂端的填料口。

進(jìn)一步，所述載料囊袋為上、下敞口分別形成填料口和下料開(kāi)口的直通囊管套。

進(jìn)一步，所述卸料口上設(shè)有擋板和用于控制擋板升降的開(kāi)關(guān)。

進(jìn)一步，還包括吊籃，所述吊籃具有底板和至少一側(cè)板，所述邊坡模型固設(shè)于所述底板上且背靠于所述側(cè)板上，所述邊坡模型包括多片傾斜疊加的模型板塊。

進(jìn)一步，所述架框包括夾設(shè)于所述邊坡模型兩側(cè)的側(cè)面框和與邊坡模型前坡面平行的前面框，所述底板上位于所述邊坡模型兩側(cè)設(shè)有抬高架，所述架框架設(shè)于所述抬高架上。

進(jìn)一步，所述抬高架包括設(shè)于所述底板上的支撐塊和設(shè)于支撐塊上且至少一端與所述吊籃籃體固連的支撐條。

進(jìn)一步，所述吊籃頂部架設(shè)有分別壓靠于所述架框前部和后部上的限位壓板和限位擋板，所述吊籃頂部設(shè)有籃架桿，所述限位壓板兩端通過(guò)套設(shè)于所述籃架桿上的緊固套架設(shè)于所述籃架桿上，所述緊固 套包括通過(guò)螺栓上下分別進(jìn)行螺接的外半套和內(nèi)半套，所述內(nèi)半套頂部開(kāi)口形成用于通過(guò)所述限位壓板并使限位壓板端部插入所述外半套套內(nèi)的進(jìn)板口，所述緊固套至少一側(cè)套壁上設(shè)有夾緊填板。

進(jìn)一步，限位壓板上沿其長(zhǎng)度方向開(kāi)有一字槽孔，槽孔上通過(guò)松緊螺栓設(shè)有兩塊夾固于加載架兩側(cè)的限位件。

進(jìn)一步，所述顆料狀加載料為鐵砂。

本實(shí)用新型的有益效果為：

1.本實(shí)用新型帶有卸料口的加載架的設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)在離心試驗(yàn)過(guò)程中無(wú)需停機(jī)即可對(duì)邊坡表面進(jìn)行開(kāi)挖卸荷，且可逐漸卸掉邊坡表面上的所有荷載(也可通過(guò)控制擋板的開(kāi)合來(lái)控制卸荷量，以得到更多的不同載荷量下的模擬結(jié)果)，從而模擬實(shí)際邊坡原型的動(dòng)態(tài)卸荷過(guò)程，避免了傳統(tǒng)試驗(yàn)停機(jī)再挖邊坡而引起的應(yīng)力損失，得到的模擬結(jié)果全面、準(zhǔn)確；同時(shí)，邊坡模型加載狀態(tài)試驗(yàn)后，也可在離心機(jī)不停機(jī)地狀態(tài)下轉(zhuǎn)變到邊坡模型卸荷后狀態(tài)，既避免了上述的應(yīng)力損失，同時(shí)也便于邊坡模型加載和卸荷后狀態(tài)的各項(xiàng)試驗(yàn)準(zhǔn)確、高效地進(jìn)行，得到高精準(zhǔn)度的模擬結(jié)果。

2.本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，組裝方便。

3.利用本實(shí)用新型還可準(zhǔn)確地捕捉到模擬邊坡表層土體的動(dòng)態(tài)破壞滑坡?tīng)顟B(tài)，為實(shí)際開(kāi)挖方法和步驟提供可靠的參考。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一邊坡模型與加載架配合結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一未設(shè)囊袋的邊坡模型與加載架剖示結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例一加裝囊袋的邊坡模型與加載架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例二邊坡模型、加載架和吊籃配合結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例三邊坡模型、加載架和吊籃配合的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中1－邊坡模型，2－加載架，3－加載腔，5－顆料狀加載料，4－卸料口，21－架框，22－側(cè)面板，23－前面板，6－載料囊袋，61－填料口，7－擋板，8－開(kāi)關(guān)，9－吊籃，91－底板，92－側(cè)板，11－模型板塊，93－抬高架，931－支撐塊，932－支撐條，94－限位壓板，95－限位擋板，96－籃架桿，97－緊固套，971－外半套，972－內(nèi)半套，973－進(jìn)板口，974－夾緊填板，941－限位件。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

實(shí)施例一：

請(qǐng)參考圖1-3，一種邊坡土工離心模型試驗(yàn)表面卸荷裝置，包括邊坡模型1、套設(shè)于邊坡模型1上且至少罩住邊坡模型1前坡面的加載架2、位于加載架2和邊坡模型1前坡面之間的加載腔3以及填充于加載腔3內(nèi)的顆料狀加載料5，所述加載架2底部設(shè)有與所述加載腔3相通的可開(kāi)合的卸料口4。所述加載架2包括架框21、設(shè)于架框21上的透明的側(cè)面板22和前面板23。加載架2上的用于定形和定位加載腔3的面板都是透明板，利于離心機(jī)內(nèi)的監(jiān)測(cè)裝置實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

在離心模型試驗(yàn)中按照待測(cè)實(shí)地邊坡選用邊坡模型1、并根據(jù)實(shí)際載荷情況選用合適的加載腔3大小的加載架2，并進(jìn)行加載，加載架2用于保持堆載形狀、厚度不變，在加載架2的底部預(yù)留卸料口4，用于邊坡模型1坡面上的堆積荷載順利卸荷。

所述加載腔3內(nèi)設(shè)有底部對(duì)應(yīng)卸料口4位置具有下料開(kāi)口的載料囊袋6，所述載料囊袋6至少局部與所述架框21固連。載料囊袋6上對(duì)應(yīng)加載架2的側(cè)面和前面對(duì)接位置的設(shè)有夾入該對(duì)接位置的長(zhǎng)條固定部，固定部由載料囊袋6本體局部疊合夾入所述對(duì)接位置內(nèi)，固定部沿載料囊袋6長(zhǎng)度方向設(shè)置且與載料囊袋6等長(zhǎng)。

有些離心試驗(yàn)需要在水環(huán)境下進(jìn)行，載料囊袋6的設(shè)置可將邊坡模型1與顆料狀加載料5隔開(kāi)，避免顆料狀加載料打濕后附著或鉆入 邊坡模型內(nèi)，產(chǎn)生離心力以外的附著力，影響模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。載料囊袋6的設(shè)置便于顆料狀加載料5的加載和順利卸荷，提高了模擬試驗(yàn)的準(zhǔn)備性。載料囊袋6局部與架框21固連以保證載料囊袋6不會(huì)隨加載或卸荷過(guò)程上下擠在疊合在一起，確保載料囊袋6不會(huì)產(chǎn)生影響試驗(yàn)的變形。

所述加載架2頂部敞口，所述載料囊袋6頂部具有高出所述邊坡模型1頂端的填料口61。便于操作者或操作工作精準(zhǔn)定位填料加載。所述載料囊袋6為上、下敞口分別形成填料口和下料開(kāi)口的直通囊管套。直通囊管套只需要從大卷的囊管套上截取一段即可使用，成本低，加載和卸荷方便，模擬真實(shí)度高。

所述卸料口4上設(shè)有擋板7和用于控制擋板7升降的開(kāi)關(guān)8。

在卸料口4上方安置擋板7的開(kāi)關(guān)8，941可選用微型控制開(kāi)關(guān)，由微型控制開(kāi)關(guān)控制卸料口4開(kāi)啟和關(guān)閉。

所述顆料狀加載料5為鐵砂。由于鐵砂不易形態(tài)或磨損，也易于與液體分離，這樣采用鐵砂作為載料既便于回收利用，同時(shí)也利于提高模擬試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

實(shí)施例二：

請(qǐng)參考圖4，一種邊坡土工離心模型試驗(yàn)表面卸荷裝置，與上述實(shí)施例一不同處在于所述試驗(yàn)裝置還包括吊籃9，所述吊籃9具有底板91和至少一側(cè)板92，所述邊坡模型1固設(shè)于所述吊籃9的底板91上且背靠于所述側(cè)板92上，所述邊坡模型1包括多片傾斜疊加的模型板塊11。

邊坡模型1通過(guò)模塊化的模型板塊11疊合而成，便于組裝出多種邊坡模型，也便于邊坡模型加工，成本低。邊坡模型1底部和背部通過(guò)吊籃9的底板91和側(cè)板92進(jìn)行定位支支撐，側(cè)面和前坡面通過(guò)加載架2和荷載的顆料狀加載料5進(jìn)行定位。

所述加載架2的架框21包括夾設(shè)于所述邊坡模型1兩側(cè)的側(cè)面框和與邊坡模型1前坡面平行的前面框，所述底板91上位于所述邊坡模型1兩側(cè)設(shè)有抬高架93，所述架框架21設(shè)于所述抬高架93上。 抬高架93的設(shè)置將加載架抬高，進(jìn)而將卸料口4抬高，以確保卸料口4與吊籃9的底板91之間有足夠的余量空間便于載料順利卸荷下來(lái)。

所述抬高架93包括設(shè)于所述底板91上的支撐塊931和設(shè)于支撐塊931上且至少一端與所述吊籃9籃體固連的支撐條932。

實(shí)施例三：

請(qǐng)參考圖5，一種邊坡土工離心模型試驗(yàn)表面卸荷裝置，與上述實(shí)施例二不同處在于所述吊籃9的頂部架設(shè)有分別壓靠于所述架框21前部和后部上的限位壓板94和限位擋板95。所述吊籃9頂部設(shè)有籃架桿96，所述限位壓板94兩端通過(guò)套設(shè)于所述籃架桿96上的緊固套97架設(shè)于所述籃架桿96上，所述緊固套97包括通過(guò)螺栓上下分別進(jìn)行螺接的外半套971和內(nèi)半套972，所述內(nèi)半套972頂部開(kāi)口形成用于通過(guò)所述限位壓板94并使限位壓板94端部插入所述外半套972套內(nèi)的進(jìn)板口973，所述緊固套至少一側(cè)套壁上設(shè)有夾緊填板974。

本實(shí)施例中吊籃9具有兩條后立桿，吊籃9的側(cè)板固設(shè)于后立桿后表面上，邊坡模型1后部一側(cè)通過(guò)固連地一條后立桿內(nèi)側(cè)的支撐桿、另一側(cè)通過(guò)抵在另一條后立桿內(nèi)側(cè)的加寬的支撐塊或外加的夾緊塊夾固于兩條后立桿之間，上述結(jié)構(gòu)的設(shè)置保證本裝置可適用不同寬度的邊坡模型。

加載架2底部與抬高架93固連，頂部通過(guò)限位壓板94和限位擋板95進(jìn)行定位，限位壓板94通過(guò)可調(diào)節(jié)的緊固套97固定從而適用不同型號(hào)的加載架2。內(nèi)、外半套通過(guò)上下螺栓對(duì)接固定，限位壓板94前后兩側(cè)抵在進(jìn)板口973的口壁上即內(nèi)半套972的套頂壁上，頂部和端部抵于外半套971內(nèi)，該結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)操作方便。夾緊填板974夾于緊固套97內(nèi)利于緊固套97與籃架桿96緊固。本實(shí)施例中限位壓板94上沿其長(zhǎng)度方向開(kāi)有一字槽孔，槽孔上通過(guò)松緊螺栓設(shè)有兩塊夾固于加載架2兩側(cè)的限位件941。

本實(shí)用新型帶有卸料口的加載架的設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)在離心試驗(yàn)過(guò) 程中無(wú)需停機(jī)即可對(duì)邊坡進(jìn)行卸荷，從而模擬實(shí)際邊坡原型的卸荷動(dòng)態(tài)過(guò)程，避免了傳統(tǒng)試驗(yàn)停機(jī)再挖邊坡而引起的應(yīng)力損失。同時(shí)，邊坡模型加載狀態(tài)試驗(yàn)后，也可在離心機(jī)不停機(jī)地狀態(tài)下轉(zhuǎn)變到邊坡模型卸荷后狀態(tài)，既避免了上述的應(yīng)力損失，同時(shí)也便于邊坡模型加載和卸荷后狀態(tài)的各項(xiàng)試驗(yàn)準(zhǔn)確、高效地進(jìn)行，得到高精準(zhǔn)度的模擬結(jié)果，為今后模擬邊坡卸荷提供了新的思路。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。