一种适于客土试验的新型岩壁模拟试验装置

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1.本发明涉及岩土工程与生态修复领域，具体涉及一种适于客土试验的新型岩壁模拟试验装置。


背景技术：

2.随着人们逐渐认识到环境保护的重要性，客土喷播技术在生态护坡领域得到了广泛的应用，对客土性质的研究也随之开展并不断深入。目前，生态修复领域前期室内客土试验的装置层出不穷，但因自然条件下的岩壁种类繁多，在岩壁表面其粗糙度和起伏度空间差异性较大，难以同时模拟不同真实岩壁表面；单个试验装置相对简单，仅模拟一种岩壁表面，试验效率低、耗时长、应用范围小，无法很好地满足实际使用需求。
3.因此，设计一种与真实岩壁表面接近，同时能模拟多种岩壁表面的装置，具有一定的实用性。


技术实现要素：

4.本发明为克服现有技术在室内试验时，试验效率低、耗时长、应用范围小的缺陷，提供一种适于客土试验的新型岩壁模拟试验装置。
5.所述的一种适于客土试验的新型岩壁模拟试验装置，包括岩壁表面模拟装置和坡度调节装置，所述的岩壁表面模拟装置包括传送装置、模拟岩壁表面、透明有机玻璃板，所述的坡度调节装置包括可升降支架、侧板、底板、万向轮。
6.进一步的，所述的传送装置用于实现不同岩壁表面的转换，包括传送带、第一传送辊、第二传送辊、第三传送辊、电机，第一传送辊的一端与一侧侧板固定连接，另一端与电机的驱动轴固定连接，电机与另一侧侧板固定连接；第二传送辊的两端分别与两侧板固定连接；第三传送辊的两端分别与两可升降支架的可升降段固接，其中第一传送辊为主动传送辊，第二传送辊和第三传送辊为被动传送辊，三个传送辊的外侧缠绕传送带；所述传送带为模拟岩壁表面提供支撑，分为第一传送段、第二传送段、第三传送段，每两段间存在分隔带，每个分隔带上设两个矩形开口，用于安装透明有机玻璃板。
7.进一步的，所述模拟岩壁表面为混凝土层，由一定比例的水泥、骨料、水、聚丙烯纤维拌合而成，避开分隔带沿传送带表面浇筑，其中聚丙烯纤维作为加筋材料，用于防止混凝土层在传送的过程中开裂剥落，所述三个传送段为实现模拟不同岩壁表面，所浇筑混凝土的颗粒级配不同：第一传送段细砂占比大，模拟较光滑岩壁表面；第二传送段中砂占比大，模拟较粗糙岩壁表面；第三传送段粗砂占比大，模拟粗糙岩壁表面。所述底板用于支撑传送带及试验时装填客土，位于第一传送辊和第二传送辊之间，长边与侧板固接，靠近短边处有两个矩形开口，用于安装透明有机玻璃板。
8.进一步的，所述透明有机玻璃板由两块固接于侧板的长边板和两块可拆卸的短边板组成，透明的有机玻璃板可观察客土试验，且可拆卸的短边板可适应于不同岩壁的客土试验，长边板和短边板通过螺栓连接，长边板两端设有可绕转轴旋转的带孔铁片，短边板设
有两个螺纹杆，且底部有两个凸起矩形块，可将其插入底板，旋转带孔铁片使螺纹杆插入后拧上螺母固定。
9.进一步的，所述的可升降支架为千斤顶结构，用于实现坡度调节，一端与侧板铰接，另一端与万向轮固接，能使装置坡度在10
°
～80
°
区间内连续变化。所述万向轮可实现装置的自由移动，共四个，可锁死，分别固接于两侧板和两可升降支架。
10.进一步的，所述的岩壁表面模拟装置实现了较光滑、较粗糙、粗糙三种不同岩壁表面的模拟，所述的坡度调节装置实现了10
°
～80
°
坡度的模拟，二者可任意组合，共同实现了对真实岩壁的模拟。
11.本发明与现有岩壁模拟装置，具有如下优点：
12.(1)利用混凝土来模拟岩壁表面，通过调整混凝土骨料颗粒级配来控制模拟岩壁表面粗糙度和起伏度，能较好地符合真实岩壁表面。
13.(2)利用传送装置实现了在同一装置模拟三种不同岩壁表面，通过控制电机将所需岩壁表面移动至适当位置，有利于提高客土试验效率，并且使客土试验更具有代表性。
14.(3)可升降装置为千斤顶结构，能使坡度调节范围达到10
°
～80
°
。
15.(4)通过万向轮可将装置移动至任意位置，万向轮可锁死。
16.(5)四周透明有机玻璃有利于更好地观察试验过程。
附图说明：
17.图1为本发明的第一种三维角度的结构示意图；
18.图2为本发明的第一种三维角度的结构示意图(传送带和透明有机玻璃板被移除)；
19.图3为本发明的第二种三维角度的结构示意图；
20.图4为本发明中传送带上模拟岩壁表面展开时的结构示意图；
21.图5为本发明中透明有机玻璃板示意图。
22.附图标记：1、透明有机玻璃板；1-1、长边板；1-2、短边板；2、传送带；3、混凝土层；4、第一传送辊；5、第二传送辊；6、第三传送辊；7、电机；8、侧板；9、底板；10、可升降支架；11、万向轮；12、第一传送段；13、第二传送段；14、第三传送段；15、螺纹杆；16、带孔铁片；17、螺栓；18、活动铰链。
具体实施方式
23.下面将结合附图进行具体阐述，本发明的实施方式有多种，但其实施方式应符合本专利的要求限定，即都属于本发明保护的范围。
24.本发明提供一种技术方案：一种适于客土试验的新型岩壁模拟试验装置，包括岩壁表面模拟装置和坡度调节装置。所述的岩壁表面模拟装置包括传送装置、模拟岩壁表面、透明有机玻璃板1。所述的坡度调节装置包括可升降支架10、侧板8、底板9、万向轮11。所述的传送装置用于实现不同岩壁表面的转换，包括传送带2、第一传送辊4、第二传送辊5、第三传送辊6、电机7，第一传送辊4的一端与一侧侧板8固定连接，另一端与电机7的驱动轴固定连接，电机7与另一侧侧板8固定连接；第二传送辊5的两端分别与两侧板8固定连接；第三传送辊6的两端分别与可升降支架10的可升降段固接，其中第一传送辊4为主动传送辊，第二
传送辊5和第三传送辊6为被动传送辊，三个传送辊的外侧缠绕传送带2，所述传送带2分为第一传送段12、第二传送段13、第三传送段14，每两段间存在分隔带，每个分隔带上设两个矩形开口。
25.进一步的，所述模拟岩壁表面为混凝土层3，由一定比例的水泥、骨料、水、聚丙烯纤维按拌合而成，避开分隔带沿传送带2表面分段浇筑，所述三个传送段为实现模拟不同岩壁表面，所浇筑混凝土的颗粒级配不同：第一传送段12细砂占比大，第二传送段13中砂占比大，第三传送段14粗砂占比大。所述底板9位于第一传送辊4和第二传送辊5之间，长边与侧板固接，靠近短边处设置两个矩形开口，用于安装透明有机玻璃板1。
26.进一步的，所述透明有机玻璃板1由两块可拆卸的短边板1-2和两块固接于侧板8的长边板1-1组成，透明的有机玻璃板可观察客土试验，短边板1-2和长边板1-1通过螺栓17连接，短边板1-2设有两个螺纹杆15，且底部有两个凸起矩形块，可将其插入底板，长边板1-1两端设有可绕转轴旋转的带孔铁片16，旋转带孔铁片16使螺纹杆15插入后拧上螺母固定。
27.进一步的，所述的可升降支架10为千斤顶结构，一端与侧板通过活动铰链18连接，另一端与万向轮11固接，能使装置坡度在10
°‑
80
°
区间内连续变化。所述万向轮11可实现装置的自由移动，共四个，可锁死，分别固接于两侧板8和两可升降支架10。
28.下面结合附图1～5对所述的新型岩壁客土模拟试验装置实施步骤进行说明：
29.本发明在使用时，首先将侧板8、底板9、可升降支架10、万向轮11、第一传送辊4、第二传送辊5、第三传送辊6、电机7按上述连接方式连接成图2所示的装置，并将两透明有机玻璃长边板1-1固接于侧板8。
30.进一步的，将水泥、骨料、水、聚丙烯纤维按一定比例拌合后分段浇筑在传送带上，养护完成后，将传送带外接于三个传送辊，并封闭传送带2，其中第一传送段12、第二传送段13、第三传送段14浇筑的混凝土的颗粒级配如上所述。
31.进一步的，控制电机来调节传送带2的移动，将客土试验所需某一传送段移至试验位置，仔细调节使得传动带的开口与底板开口对齐。
32.进一步的，将透明有机玻璃短边板1-2对准开口插入底板9，旋转长边板1-1的带孔铁片16使螺纹杆15插入后，拧上螺母固定。
33.进一步的，调节可升降支架，使装置坡度位于10
°
～80
°
区间内的某一值，移动装置至客土试验位置，锁死万向轮。
34.进一步的，岩壁表面模拟及坡度模拟完成，可在透明有机玻璃板内装填客土，并开展客土试验，该试验完成后拆卸短边板1-2，清理客土，控制电机调节另一传动段移至试验位置，重复上述步骤继续开展客土试验。