室内多功能土工试验装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种室内多功能土工试验装置,该装置可以在室内对天然土体进行模拟试验研究。本装置包括试件箱、带孔的透水板和砂层，所述试件箱的一侧底端开设有出水孔，且所述出水孔与所述砂层连接，所述出水孔连接有水阀；所述透水板和砂层依次设置于所述试件箱的底部，且所述透水板位于砂层上部；组成试件箱的一个侧面板设有一通孔，通孔处设有与该侧面板可拆卸连接的面板。本实用新型提供的室内多功能土工试验装置，不仅能够进行土体试验，还能够进行室内模拟桩体抗压、抗拔试验及锚杆抗拔试验，实现将试验土体用于现场施工模拟，使得室内岩土工程试验装置功能多样化，解决了目前试验装置组装拆卸困难、移动不便且功能较单一的问题。
【专利说明】室内多功能土工试验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及岩土工程领域，具体而言，涉及一种室内多功能土工试验装置。
【背景技术】
[0002]在城市建设过程中岩土工程广泛应用于建筑、交通、市政、水利等各个方面，通过研究土体的物理力学性质，规避或者改善不良土体是城市建设的重要项目。
[0003]目前对土体性质的研究主要分为室内土工试验和现场原位测试，室内土工试验的试样大多为小块试样，只能在一定程度上反映土体的性质。原位测试虽然更加精确，但由于土体分布的复杂性，原位测试的地域性太强，成本高，难以推广使用。
[0004]目前有单位研制出了一些室内的大试件箱来模拟天然土体，在室内模拟研究其性质。但是，目前的大试件箱无法模拟天然的排水系统，使得模拟出来的土体与天然土体有很大差距，进而使得研究分析得到的数据与实际情况相比存在较大误差。而且目前的大试件箱只能简单的进行土体模拟试验，不能用于试验土体现场施工模拟试验，如锚杆抗拔试验，功能单一。
实用新型内容
[0005]本实用新型提供一种室内多功能土工试验装置，旨在解决现有室内岩土工程试验装置无法模拟天然土层的排水系统及功能单一的问题。
[0006]本实用新型是这样实现的:
[0007]一种室内多功能土工试验装置，包括试件箱，还包括带孔的透水板和砂层，所述试件箱的一侧底端开设有出水孔，且所述出水孔与所述砂层连接，所述出水孔连接有水阀；所述透水板和砂层依次设置于所述试件箱的底部，且所述透水板位于砂层上部；所述试件箱包括一个底板和四个侧面板，所述四个侧面板中的两个侧面板相互平行，相互平行的两个侧面板分别设有两根肋条，设有所述肋条的其中一个侧面板设有一通孔，且所述通孔位于两根肋条之间；所述试件箱还包括与所述通孔相适配的面板，所述面板与所述设有通孔的侧面板可拆卸连接。
[0008]优选的，所述四个侧面板的顶端均设有向试件箱外侧延伸的延长部，所述延长部设有螺孔。在侧面板设置延长部，以便于通过延长部架设横梁，以便于在横梁上安装千斤顶、注浆设备搅拌设备等。
[0009]优选的，所述试件箱还包括至少一个隔板，所述隔板与侧面板可拆卸连接。通过隔板将试件箱分割为多个区域，以便于对相同土进行不同的试验对比或者是不同土进行同一种试验效果的对比。
[0010]优选的，所述底板与所述四个侧面板活动连接；所述四个侧面板之间活动连接。进一步的，所述四个侧面板中的两个侧面板设有凸起，另两个侧面板设有与所述凸起相配合的凹槽，且所述凸起与凹槽通过螺栓相连接。所述底板的四个边角设有凸块，所述侧面板与底板连接的一端设有与所述凸块相适配的槽，所述凸块与槽通过螺栓连接。试件箱设置为整体可拆卸的连接结构，拆分的零件容易被打包运输，方便了使用者携带此装置。此外，当使用者需要对此装置进行保养清洁时，对此装置拆分出来的每一部分进行处理，既方便，又可以对此装置清洁保养的更加彻底。同时当该装置有零件坏掉时，使用者可以定向维修或替换，降低了使用的成本。四个侧面板之间既通过凸起与凹槽之间的配合连接，又通过螺栓连接，以保障侧面板之间连接稳固。
[0011]优选的，所述试件箱的底部设有可旋转滚动的脚轮。设置可旋转滚动的脚轮，使用者可以推动此多功能岩土工程试验装置自由移动，同时可旋转的钢制脚轮可以设置为360度自由旋转，大大的提高了此装置的灵活性。
[0012]进一步地，所述试件箱的其中一个侧面板设置有推手。当使用者想要自由移动此多功能岩土工程试验装置时，若用手直接去推动试验装置，不易精确的控制此装置的移动方向，若地面较滑的，还容易让该装置失去控制。设置推手，可以让使用者稳稳的推动此装置并使其定向移动。
[0013]本实用新型的有益效果是:本实用新型提供的室内多功能土工试验装置，设置于试件箱内部的砂层、带孔的透水板、出水孔及水阀，共同组成了相对独立的模拟的天然土层的排水系统，使得模拟出来的土体与天然土体相似，进而使得研究分析得到的数据与实际情况相比误差较小，提高了试验精度。同时，在其中一个侧面板设置可拆卸的面板，以便于将该面板拆卸进行锚杆抗拔试验。即是说，本实用新型提供的室内多功能土工试验装置不仅能够进行土体试验，还能够进行室内模拟桩体抗压、抗拔试验及锚杆抗拔试验,实现将试验土体用于现场施工模拟，使得室内岩土工程试验装置功能多样化。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1示出了本实用新型实施例提供的室内多功能土工试验装置的结构；
[0015]图2示出了本实用新型实施例提供的室内多功能土工试验装置中带孔的透水板和砂层的结构；
[0016]图3示出了本实用新型实施例提供的室内多功能土工试验装置中试件箱的一个长边侧面板的结构；
[0017]图4为图3中A部分的局部放大图；
[0018]图5为本实用新型实施例提供的室内多功能土工试验装置中侧板与长边侧面板的连接示意图；
[0019]图6为本实用新型实施例提供的室内多功能土工试验装置的俯视图(不含推手);
[0020]图7为本实用新型实施例提供的室内多功能土工试验装置中长边侧面板的俯视图；
[0021]图8为本实用新型实施例提供的室内多功能土工试验装置中短边侧面板的主视图；
[0022]图9为本实用新型实施例提供的室内多功能土工试验装置中长边侧面板与短边侧面板的连接示意图。
[0023]图中标记:100-试件箱，101-长边侧面钢板，102-短边侧面钢板，103-出水孔，104-水阀，105-钢制底板，106-隔板，107-矩形侧板，108-延长部，109-肋条，200-砂层，300-透水钢板，400-钢制脚轮，500-推手。
【具体实施方式】
[0024]图1示出了本实用新型实施例提供的室内多功能土工试验装置的结构。室内多功能土工试验装置包括试件箱100和可旋转滚动的钢制脚轮400。试件箱100由一个钢制底板105和四个侧面钢板组成，可旋转滚动的钢制脚轮400通过螺栓与试件箱100的钢制底板105可拆卸连接，试件箱100的一个侧面板上设置有推手500。试件箱100的一个侧面板的底部开设有一出水孔103，出水孔103连接有水阀104。试件箱100内部底端设置有砂层200，砂层200的上部设有带孔的透水钢板300，砂层200与出水孔103接触相连。透水钢板300上的孔致密而微小，仅允许水通过，如图2所示。
[0025]当使用者需要使用该装置模拟天然土层中底部为砂土或砾石之类的渗透性较大的土的结构时，先饱和底部砂层200，打开水阀104，然后在带孔的透水钢板300上按照天然状态下土层的结构，按照天然土层中不同土的实际分布，等比例的依次铺上不同的上层土即可。当使用者需要使用该装置模拟天然土层中底部为淤泥或黏性土之类的渗透性较小的土的结构时，先饱和底部砂层200，关闭水阀104，然后在带孔的透水钢板300上按照天然状态下土层的结构，按照天然土层中不同土的实际分布，等比例的依次铺上不同的上层土即可。若使用者需要自由移动此装置，可通过推手500来实现，同时钢制脚轮400可以360度自由旋转，方便使用者调节此室内多功能岩土试验装置的移动方向。
[0026]参阅图7至图9，本实施例中，试件箱100为矩形箱，四个侧面钢板包括两个相互平行的长边侧面钢板101和两个相互平行的短边侧面钢板102，两个长边侧面钢板101的两端设有凹槽，两个短边侧面钢板102的两端设有与该凹槽相适配的凸起，两个短边侧面钢板102两端的凸起卡入两个长边侧面钢板101两端的凹槽内，并通过螺栓固定。
[0027]参阅图3至图5，两个长边侧面钢板101分别设有两根肋条109，肋条109通过螺钉与长边侧面钢板101连接。设置肋条109的目的是增加侧面板的刚度，保障试件箱内填满土体后不会发生变形，增加侧面钢板的稳定性。当然的，两个短边侧面钢板102上也可设定肋条。其中一个长边侧面钢板101上还设有一矩形通孔，且该通孔位于两根肋条109之间，试件箱100还包括可封住该矩形通孔的一矩形侧板107，矩形侧板107与设有通孔的长边侧面钢板101通过螺栓连接。试件箱100内侧相应的螺孔处设有用以防水的橡胶垫。
[0028]设置可拆卸的矩形侧板107的目的是用于进行锚杆抗拔试验。锚杆是岩土体加固的杆件体系结构，通过锚杆杆体的纵向拉力作用，可以克服岩土体抗拉能力远远低于抗压能力的缺点。因此可以对试件箱内土体张拉锚杆提高其整体的稳定性，确保基坑开挖过程中的安全与稳定。矩形侧板107拆除之后，试件箱100内部土体就有一小部分区域直接暴露出来，即可对锚杆进行抗拔试验。具体操作为:在可拆卸区域的两侧的钢肋109上设置对应的螺孔，可以安装一钢板，之后连接千斤顶对锚杆进行抗拔试验。
[0029]参阅图6，四个侧面钢板的顶端均设有向试件箱100外侧延伸的延长部108。在延长部108上设置螺栓孔，即可在延长部架设横梁，两者通过螺栓连接，便于根据需要调节宽度。在延长部架设横梁，以便于在横梁上安装千斤顶、注浆设备、搅拌设备等，以进行现场施工模拟，进一步使得室内岩土试验装置的功能多元化。试件箱100还包括两块隔板106，钢制底板105上设有两道槽，两个长边侧面钢板101的内侧也分别设有相应的一道槽，两块隔板106通过该槽与钢制底板105和两个长边侧面钢板101固定。设置两块隔板106后,将试件箱划分为3个区域，可进行对相同土进行三种不同的试验对比，或者对三种土体进行同一试验效果对比。当然的，可根据需要设置隔板106的数量。
[0030]本实用新型实施例提供的室内多功能岩土试验装置，还可以加上温度和/或湿度调节装置，这样使用者还可以研究在不同气候条件下的天然土的参数，增强该装置的实用性。
[0031]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种室内多功能土工试验装置，包括试件箱，其特征在于，还包括砂层和带孔的透水板，所述试件箱的一侧底端开设有出水孔，且所述出水孔与所述砂层连接，所述出水孔连接有水阀；所述透水板和砂层依次设置于所述试件箱的底部，且所述透水板位于砂层上部； 所述试件箱包括一个底板和四个侧面板，所述四个侧面板中的两个侧面板相互平行，相互平行的两个侧面板分别设有两根肋条，设有所述肋条的其中一个侧面板设有一通孔，且所述通孔位于两根肋条之间；所述试件箱还包括与所述通孔相适配的面板，所述面板与所述设有通孔的侧面板可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的室内多功能土工试验装置，其特征在于，所述四个侧面板的顶端均设有向试件箱外侧延伸的延长部，所述延长部设有螺孔。
3.根据权利要求1所述的室内多功能土工试验装置，其特征在于，所述试件箱还包括至少一个隔板，所述隔板与侧面板可拆卸连接。
4.根据权利要求1所述的室内多功能土工试验装置，其特征在于，所述底板与四个侧面板活动连接；所述四个侧面板之间活动连接。
5.根据权利要求4所述的室内多功能土工试验装置，其特征在于，所述四个侧面板中的两个侧面板设有凸起，另两个侧面板设有与所述凸起相配合的凹槽，且所述凸起与凹槽通过螺栓相连接。
6.根据权利要求4所述的室内多功能土工试验装置，其特征在于，所述底板的四个边角设有凸块，所述侧面板与底板连接的一端设有与所述凸块相适配的槽，所述凸块与槽通过螺栓连接。
7.根据权利要求1所述的室内多功能土工试验装置，其特征在于，所述底板和所述四个侧面板的表面均设有防锈涂层。
8.根据权利要求1所述的室内多功能土工试验装置，其特征在于，所述试件箱的其中一个侧面板设置有推手。
9.根据权利要求1所述的室内多功能土工试验装置，其特征在于，所述试件箱的底部设有可旋转滚动的脚轮。
【文档编号】G01N33/24GK203941160SQ201420391881
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】梁仕华, 王蒙, 张朗, 巫振琦 申请人:广东工业大学