用於巖土工程邊坡振動擾動模擬裝置的製作方法
2023-06-21 16:29:06 1
專利名稱：用於巖土工程邊坡振動擾動模擬裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種模擬裝置，尤其是一種用於巖土工程邊坡振動擾動模擬裝置。
背景技術：
目前，隨著我國巖土工程的蓬勃發展，邊坡問題已成為工程界普遍面臨的問題，邊坡是指巖體、土體在自然重力作用或人為作用而形成一定傾斜度的臨空面，邊坡的分類有多種，按成因分類，可分為人工邊坡和自然邊坡；按地層巖性分類，可分為土質邊坡和巖質邊坡；按使用年限分類，可分為永久性邊坡和臨時性邊坡。對邊坡的影響因素中，水和振動佔主導地位，其中振動條件下，如地震，擾動情況下對邊坡的影響研究較少，地震的模擬主要靠振動臺來實現，而振動臺耗資巨大，往往上千萬，而且操作繁瑣，裝置龐大，這嚴重製約了振動實驗的發展，對坡體振動的研究主要包括振動方向，振動頻率計振幅的影響，而且一些簡單實驗的研究並不需要高額的振動臺來實現，因此設計研製一臺簡單條件下的振動擾動模擬裝置十分必要。
實用新型內容本實用新型的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種用於巖土工程邊坡振動擾動模擬裝置，其有效滿足了實驗需要，提高實驗效率，極大節省實驗經費，大大方便了實驗操作。為實現上述目的，本實用新型採用下述技術方案:一種用於巖土工程邊坡振動擾動模擬裝置，包括設置於底座上的電動機，底座上還設有與其滑動連接的底板，電動機通過連接件與底板底部相連，底板上部通過水平旋轉件連接有透明框架裝置，透明框架裝置中設有邊坡土體。所述底座上電動機兩側設有兩個平行的導板，導板上端同向設有若干滑輪。所述底板下部設有兩個與所述導板相配合的支撐板，支撐板下端開有與所述滑輪相配合的凹槽。所述連接件為相鉸接的兩根旋轉拉壓杆，相鉸接的兩根旋轉拉壓杆一端連接於底板底部，另一端與電動機輸出軸相連。所述水平旋轉件為設置於底板上部中心位置的水平轉軸。所述透明框架裝置包括邊坡底部擋牆和設置於其上的側面擋牆，邊坡底部擋牆周邊固定有鋼框架，鋼框架上設有鋼化玻璃板，鋼化玻璃板外部通過護欄固定於鋼框架上，鋼框架內的邊坡底部擋牆上設有邊坡土體，邊坡土體一側靠在側面擋牆上，側面擋牆位於鋼框架內。所述邊坡土體呈階梯狀。用於巖土工程邊坡振動擾動模擬裝置的使用方法，步驟如下:(I)安置電動機，將底板通過滑輪搭接在底座上，保證其能夠自由滑動；[0015](2)將電動機和旋轉拉壓杆連接好，旋轉拉壓杆另一頭連在底板底部；(3)將玻璃板安置在鋼框架四面上，玻璃板外圍用護欄固定，並布設好刻度，將邊坡土體填入鋼框架內邊坡擋牆中,在邊坡土體內埋設監測元件如位移傳感器,壓力盒,應變磚等，最終將土體壘好。(4)根據實驗需要設定電動機轉動速度，拉杆長短以及上部裝置轉角，從而改變振動頻率角度及振幅，啟動電源，觀察邊坡體的振動；(振動的模擬類似於氣缸工作，兩個旋轉拉壓杆鉸接，可轉動，電動機牽引下拉杆做圓周運動，下拉杆的另一端帶動上拉杆運動，上拉杆的另一端帶動上部的裝置做簡諧振動)(5)轉動結束後觀察坡面所佔刻度示數變化及監測數據變化，分析坡體穩定性；(6)更改振動頻率，振幅和角度，重新上述實驗。本實用新型的鋼框架四面安裝可視化玻璃，玻璃面帶有刻度，可清晰觀測振動擾動後邊坡土體的形態變化及滑塌分布；整個土體及上部框架可在水平面內自由轉動，研究不同振動方向對邊坡穩定性的影響；振動的模擬靠發動機轉動拉壓杆實現，模擬整個邊坡體簡諧振動；鋼框架與裝置底板間安置滑輪，使上方坡體可以沿滑輪自由滑動。發動機牽引拉壓杆可調節長度，轉速可控，以此研究不同振幅不同振動頻率對邊坡土體穩定性的影響。玻璃板的安置使實驗過程可視化，玻璃板上待遇刻度可清晰觀察振動擾動後坡面的變化情況。邊坡體下方安置轉軸，使上方裝置可在水平方向自由旋轉，研究不同振動方向上的振動對邊坡穩定性及坡面運動狀態的影響。振動的模擬由發動機帶動兩根拉壓杆旋轉實現，類似氣缸的運動原理，實現邊坡體的簡諧振動。發動機的轉速可調節，通過對轉速的控制研究不同振動頻率對邊坡體穩定性的影響。兩根拉壓杆的長度可調節，以此改變振幅，研究不同振幅對邊坡穩定性的影響。本實用新型的有益效果是:I帶有刻度的玻璃板可清晰觀測振動擾動後邊坡土體的形態變化及滑塌分布；2整個土體及上部框架可在水平面內自由轉動，研究不同振動方向對邊坡穩定性的影響；3發動機牽引拉壓杆長度可調，轉速可控，以此研究不同振幅不同振動頻率對邊坡土體穩定性的影響。4鋼框架與裝置底板間安置滑輪，使上方坡體可以沿滑輪自由滑動。5振動的模擬靠發動機轉動拉壓杆實現，模擬整個邊坡體簡諧振動；
圖1、圖2是本實用新型不同的應用狀態示意圖；圖3是本實用新型整體分解圖；圖4 (a)、圖4(b)是振動模擬示意圖；其中I鋼框架；2玻璃板護欄；3邊坡土體；4邊坡擋牆；5水平轉軸；6滑動底板；7滾動滑輪；8旋轉拉壓杆；9電動機；10底座。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。用於巖土工程邊坡振動擾動模擬的新型裝置，振動部分主要包括鋼框架I ;玻璃板護欄2 ;邊坡土體3 ;邊坡擋牆4 ;水平轉軸5 ;滑動底板6。鋼框架I圍繞在邊坡擋牆4四周，框架四面安置玻璃板，由玻璃板護欄2支撐，鋼框架I內的邊坡底部擋牆上設有呈階梯狀的邊坡土體3，邊坡土體3 —側靠在側面擋牆上，側面擋牆位於鋼框架I內，上述部件全部通過水平轉軸5固定在滑動底座6上，下部固定部分包括滾動滑輪7 ;旋轉拉壓杆8 ;電動機
9;底座10，其中兩旋轉拉壓杆8鉸接，一端連接在滑動底板6上，另一端連接於電動機9，滑動底板6通過滾動滑輪7搭接在裝置底座10上，可滑動。底座10上電動機兩側設有兩個平行的導板,導板上端同向設有若干滾動滑輪7。底板10下部設有兩個與所述導板相配合的支撐板，支撐板下端開有與所述滑輪相配合的凹槽。一種用於巖土工程邊坡振動擾動模擬裝置的使用方法，包括以下幾步:(I)安置電動機9，將滑動底板6通過滾動滑輪7搭接在裝置底座10上，保證其可自由滑動；(2)將電動機9和旋轉拉壓杆8連接好，旋轉拉壓杆8另一頭連在滑動底板6上；(3)將玻璃板安置在鋼框架I四面上，玻璃板外圍用護欄2固定，並布設好刻度，將邊坡土體3填入鋼框架I內邊坡擋牆中，在邊坡土體3內埋設監測元件如位移傳感器，壓力盒，應變磚等，最終將土體壘好。(4)根據實驗需要 設定電動機轉動速度，拉杆長短以及上部裝置轉角，從而改變振動頻率角度及振幅，啟動電源，觀察邊坡體的振動；(振動的模擬類似於氣缸工作，兩個旋轉拉壓杆鉸接，可轉動，電動機牽引下拉杆做圓周運動，下拉杆的另一端帶動上拉杆運動，上拉杆的另一端帶動上部的裝置做簡諧振動，詳見圖4 (a)、圖4 (b (5)轉動結束後觀察坡面所佔刻度示數變化及監測數據變化，分析坡體穩定性；(6)更改振動頻率，振幅和角度，重新行上述實驗。上述雖然結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行了描述，但並非對本實用新型保護範圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護範圍以內。
權利要求1.一種用於巖土工程邊坡振動擾動模擬裝置，其特徵是，包括設置於底座上的電動機，底座上還設有與其滑動連接的底板，電動機通過連接件與底板底部相連，底板上部通過水平旋轉件連接有透明框架裝置，透明框架裝置中設有邊坡土體。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵是，所述底座上電動機兩側設有兩個平行的導板，導板上端同向設有若干滑輪。
3.如權利要求2所述的裝置，其特徵是，所述底板下部設有兩個與所述導板相配合的支撐板，支撐板下端開有與所述滑輪相配合的凹槽。
4.如權利要求1所述的裝置，其特徵是，所述連接件為相鉸接的兩根旋轉拉壓杆，相鉸接的兩根旋轉拉壓杆一端連接於底板底部，另一端與電動機輸出軸相連。
5.如權利要求1所述的裝置，其特徵是，所述水平旋轉件為設置於底板上部中心位置的水平轉軸。
6.如權利要求1所述的裝置，其特徵是，所述透明框架裝置包括邊坡底部擋牆和設置於其上的側面擋牆，邊坡底部擋牆周邊固定有鋼框架，鋼框架上設有鋼化玻璃板，鋼化玻璃板外部通過護欄固定於鋼框架上，鋼框架內的邊坡底部擋牆上設有邊坡土體，邊坡土體一側靠在側面擋牆上，側面擋牆位於鋼框架內。
7.如權利要求1 所述的裝置，其特徵是，所述邊坡土體呈階梯狀。
專利摘要本實用新型公開了一種用於巖土工程邊坡振動擾動模擬裝置，包括設置於底座上的電動機，底座上還設有與其滑動連接的底板，電動機通過連接件與底板底部相連，底板上部通過水平旋轉件連接有透明框架裝置，透明框架裝置中設有邊坡土體。本實用新型有效滿足了實驗需要，提高實驗效率，極大節省實驗經費，大大方便了實驗操作。
文檔編號G01V1/143GK203164428SQ20132014611
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月27日 優先權日2013年3月27日
發明者石少帥, 李利平, 李術才, 王慶瀚, 周宗青, 宋曙光, 郭明, 李邦翔 申請人:山東大學