一种地基模型试验装置的制作方法

1.本实用新型涉及道路设计技术领域，具体涉及一种地基模型试验装置。


背景技术：

2.随着我国经济的提高和交通事业的飞速发展，道路上行驶的车辆数量及载重量都不断增大，对道路健康影响巨大。在长期交通荷载作用下，道路地基会出现不同程度的损伤和破坏问题，不仅会改变路基的承载性能，还会严重影响其使用寿命。
3.现阶段道路设计的地基通常采用文克尔地基模型进行分析理论，对地基模型的受力和应变之间进行分析，但是现有的文克尔地基模型无法对其进行渗水试验，例如cn212477677u中公开一种用于道路设计的道路地基模拟模型，通过挡板、软胶垫和压缩弹簧完成对地基的模拟，但是此模型无法模拟更真实的地基，且无法在此模型上对地基进行渗水试验，存在试验局限性。


技术实现要素：

4.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现阶段地基模型无法更真实的模拟地基，不能进行渗水试验的缺陷，从而提供一种地基模型试验装置。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种地基模型试验装置，包括：
6.地基模型，包括顶部开口的模型壳体和弹性支撑台，所述弹性支撑台设于所述模型壳体底面，所述模型壳体内从上至下依次设置有第一层路基填料和第二层路基填料；
7.浸水组件，包括第一出水管和第二出水管，所述第一出水管的出水端设于所述第一层路基填料中，所述第二出水管的出水端设于所述第二层路基填料中，所述第一出水管和第二出水管分别与外部水源连通。
8.优选地，所述模型壳体为透明pvc塑料板。
9.优选地，所述模型壳体底面设置有渗水孔，所述渗水孔上具有控制其通断的阀门。
10.优选地，所述第一出水管水平设于所述第一层路基填料中，所述第一出水管上均布设置有第一出水孔，所述第一出水管通过第一连接管与外部水源连通；
11.所述第二出水管水平设于所述第二层路基填料中，所述第二出水管上均布设置有第二出水孔，所述第二出水管通过第二连接管与外部水源连通。
12.优选地，所述第一连接管和所述第二连接管上分布设置有流量控制阀和泵体。
13.优选地，还包括：
14.安装架，架设于所述地基模型上方；
15.施力组件，滑动设于所述安装架的顶梁上，所述施力组件的输出端朝向所述地基模型顶面，所述施力组件的输出端具有施力件；
16.压力检测件，设于所述施力组件的输出端与所述施力件之间；
17.测距组件，设于所述模型壳体下方。
18.优选地，所述安装架的顶梁上设置有移动组件，所述移动组件的输出端与所述施
力组件连接，所述移动组件驱动所述施力组件沿所述安装架的顶梁的长度方向移动。
19.优选地，所述施力组件和所述移动组件均具有多组，所述施力组件和所述移动组件一一对应。
20.优选地，所述测距组件包括:
21.第一齿条，竖直固定设于所述模型壳体的底面；
22.第二齿条，水平设置，所述第二齿条通过第一齿轮组与所述第一齿条连接，所述第一齿条竖直移动通过所述第一齿轮组带动所述第二齿条水平移动；
23.第三齿条，竖直设置，所述第三齿条通过第二齿轮组与所述第二齿条连接，所述第二齿条水平移动通过所述第二齿轮组带动所述第三齿条竖直移动，所述第三齿条侧壁设置有指针；
24.刻度盘，竖直设于所述第三齿条一侧，所述指针指向所述刻度盘。
25.优选地，所述测距组件设置有两组，两组所述测距组件分别设于所述模型壳体底面两侧。
26.本实用新型技术方案，具有如下优点：
27.1.本实用新型提供地基模型试验装置，地基模型包括模型壳体和弹性支撑台，模型壳体中从上至下依次设置第一层路基填料和第二层路基填料，根据实际试验情况，进行不同路基填料的选择，可以更好的模拟实际的地基情况，浸水组件的设置可以分别向第一层路基填料和第二层路基填料中通入水，通过观察储水情况对地基模型的影响，更全方位的研究地基模型，提高了地基模型试验装置的通用性。
28.2.本实用新型提供的模型壳体为透明pvc塑料板，稳定性好，直接通过透明pvc塑料板观察到模型壳体内的受力情况，可以观察路基填料在受力情况下得分层与变形情况，更好的了解道路实际受力情况。
29.3.本实用新型提供的模型壳体底面设置渗水孔，渗水孔上具有控制其通断的阀门，关闭渗水孔时，可以观察水在模型壳体内储存时对地基的影响，打开渗水孔时，积攒的水可以流出，可以观察流水对地基的影响。
30.4.本实用新型提供的第一出水管用于对第一层路基填料中输水，均布设置的多组第一出水孔可以均匀的将水送入第一层路基填料中，同样第二出水管用于对第二层路基填料中均匀输水，可以实时观察输水量和水存储时间对地基模型的影响。
31.5.本实用新型提供的第一连接管和第二连接管上分布设置有流量控制阀和泵体，泵体用于向连接管中输水提供动力，流量控制阀用于控制输水的流量和通断，可以控制输水量，观察不同水量对地基的影响。
32.6.本实用新型提供的地基模型试验装置包括架设于地基模型上方的安装架，安装架顶梁上滑动设置有施力组件，施力组件的输出端具有施力件，通过施力件对地基模型进行施力，在施力组件的输出端和施力件之间设置压力检测件，可以准确实时的监测到施力组件对地基模型的施力情况，模型壳体下方的测距组件用于检测模型壳体的位移，施力组件施加的力与测距组件检测的位移实现了关联，通过控制施力组件施加的不同的力，来检测地基模型产生的不同位移，使得试验数据更加明确，更准确的应用于道路地基设计中。
33.7.本实用新型提供的安装架的顶梁上设有移动组件，施力组件与移动组件的输出端连接，移动组件带动施力组件移动，可以实现对地基模型顶面不同位置处的施力，试验更
加全面，更接近于实际道路地基的受力情况。
34.8.本实用新型提供的施力组件和移动组件具有多组，可以实现对地基模型顶面多处同时施力，或者只对一处施力，可以模拟更多的受力情况。
35.9.本实用新型提供的测距组件包括第一齿条、第二齿条和第三齿条，通过三组齿条的配合，将地基模型的移动转移至刻度盘上进行指示，第一齿条与模型壳体底面固定连接，地基模型受力移动带动第一齿条移动，第一齿条移动通过第一齿轮组带动第二齿条水平移动，第二齿条移动通过第二齿轮组带动第三齿条竖直移动，使得第三齿条上的指针在刻度盘上进行移动，进行具体数值的指示，在施压的过程中不仅可以测出移动的具体数值，也可以直观的在刻度盘上进行观察，检测准确，观察直观。
36.10.本实用新型提供的测距组件设有两组，分别设于模型壳体底面两侧，两组测距组件同时测量地基模型的位移，若地基模型的受力比较偏向一侧，那两组测距组件的检测数据根据地基模型的受力情况分别显示不同数据，可以适应地基模型的不同受力情况，进行精确的距离测量。
附图说明
37.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1为本实用新型的实施例中提供的地基模型试验装置的一种具体实施方式的结构示意图；
39.图2为图1中地基模型和浸水组件的结构示意图；
40.图3为图1中测距组件的结构示意图。
41.附图标记说明：
42.1、地基模型；2、模型壳体；3、弹性支撑台；4、第一层路基填料；5、第二层路基填料；6、浸水组件；7、第一出水管；8、第二出水管；9、渗水孔；10、第一出水孔；11、第一连接管；12、外部水源；13、第二出水孔；14、第二连接管；15、安装架；16、施力组件；17、施力件；18、压力检测件；19、测距组件；20、移动组件；21、第一齿条；22、第二齿条；23、第一齿轮组；24、第三齿条；25、第二齿轮组；26、指针；27、刻度盘。
具体实施方式
43.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
44.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第
一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
45.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
46.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
47.本实施例提供的地基模型试验装置，适用于对道路地基进行受力分析和浸水分析。
48.如图1和图2所示，为本实施例提供的地基模型试验装置的一种具体实施方式，包括地基模型1和浸水组件6，浸水组件6用于向地基模型1中输水，进行渗水试验，观察输水后对地基模型1的影响。地基模型1包括顶部开口的模型壳体2和弹性支撑台3，所述弹性支撑台3设于所述模型壳体2底面，所述模型壳体2内从上至下依次设置有第一层路基填料4和第二层路基填料5，第一层路基填料4和第二层路基填料5可以根据实际情况进行不同路基填料的选择，例如可以为粗细沙或者石子等，更真实的模拟地基情况，试验效果更好，浸水组件6包括第一出水管7和第二出水管8，所述第一出水管7的出水端设于所述第一层路基填料4中，所述第二出水管8的出水端设于所述第二层路基填料5中，所述第一出水管7和第二出水管8分别与外部水源12连通。通过第一出水管7和第二出水管8分别向第一层路基填料4和第二层路基填料5中通入水，通过观察储水情况对地基模型的影响，更全方位的研究地基模型，提高了试验装置的通用性。另外，作为可替换的实施方式，模型壳体2内也可以设置其他数量层数的路基填料，根据实际路基情况进行不同的选择。
49.如图1和图2所示，本实施例提供的地基模型试验装置中，模型壳体2为透明pvc塑料板，稳定性好，直接通过透明pvc塑料板观察到模型壳体2内的受力情况，可以观察路基填料在受力情况下得分层与变形情况，更好的了解道路实际受力情况。另外，作为可替换的实施方式，模型壳体2也可以为透明玻璃材质，或者模型壳体2为其他不透明材质，通过在其侧壁上设置透明的观察窗，对其进行观察。
50.如图2所示，本实施例提供的地基模型试验装置中，模型壳体2底面设置有渗水孔9，所述渗水孔9上具有控制其通断的阀门，关闭渗水孔9时，可以观察水在模型壳体2内储存时对路基填料的影响，打开渗水孔9时，积攒的水可以流出，可以观察流水对路基填料的影响。渗水孔9可以设置有多组，均布设置于模型壳体2底面，使得出水均匀流畅。
51.如图2所示，本实施例提供的地基模型试验装置中，第一出水管7水平设于第一层路基填料4中，所述第一出水管7上均布设置有第一出水孔10，所述第一出水管7通过第一连接管11与外部水源12连通；所述第二出水管8水平设于所述第二层路基填料5中，所述第二出水管8上均布设置有第二出水孔13，所述第二出水管8通过第二连接管14与外部水源12连通。在模型壳体2受力下降时，第一连接管11和第二连接管14跟随其进行移动，不会对模型壳体2的移动造成干扰，同时也不影响在受力过程中对地基模型1进行渗水试验。第一出水管7上均布设置的多组第一出水孔10可以均匀的将水送入第一层路基填料4中，同样第二出水管8上均布设置的第二出水孔13可以均匀的将水送入第二层路基填料5中，可以实时观察
输水量和水存储时间对地基模型的影响，直观的看出储水对地基的影响情况。另外，作为可替换的实施方式，第一出水管7和第二出水管8可以沿模型壳体2内壁一圈设置，均匀的从外向内将水送入模型壳体2中。
52.如图2所示，本实施例提供的地基模型试验装置中，第一连接管11和第二连接管14上分布设置有流量控制阀和泵体，泵体用于向连接管中输水提供动力，流量控制阀用于控制输水的流量和通断，可以控制输水量，观察不同水量对地基的影响。另外，作为可替换的实施方式，第一连接管11和第二连接管14上也可以通过设置控制阀和流量计替代流量控制阀。
53.如图1和图3所示，本实施例提供的地基模型试验装置中，还包括安装架15、施力组件16、压力检测件18和测距组件19，安装架15架设于所述地基模型1上方，施力组件16滑动设于所述安装架15的顶梁上，所述施力组件16的输出端朝向所述地基模型1顶面，所述施力组件16的输出端具有施力件17，压力检测件18设于所述施力组件16的输出端与所述施力件17之间，测距组件19设于所述模型壳体2下方。施力组件16可以为气缸、电缸、直线模组等机构，用于推动施力件17向下移动，对地基模型1进行施加压力，压力检测件18可以为压力传感器，压力检测件18可以准确实时的监测到施力组件16对地基模型1的施力情况，模型壳体2下方的测距组件19用于检测模型壳体2的位移，施力组件16施加的力与测距组件19检测的位移实现了关联，通过控制施力组件16施加的不同的力，来检测地基模型1产生的不同位移，使得试验数据更加明确，更准确的应用于道路地基设计中。
54.如图1所示，本实施例提供的地基模型试验装置中，安装架15的顶梁上设置有移动组件20，所述移动组件20的输出端与所述施力组件16连接，所述移动组件20驱动所述施力组件16沿所述安装架15的顶梁的长度方向移动。移动组件20带动施力组件16移动，可以实现对地基模型1顶面不同位置处的施力，试验更加全面，更接近于实际道路地基的受力情况。移动组件20可以为直线模组等机构，完成对施力组件16位置的移动。
55.如图1所示，本实施例提供的地基模型试验装置中，施力组件16和移动组件20均具有多组，所述施力组件16和所述移动组件20一一对应，可以实现对地基模型顶面多处同时施力，或者只对一处施力，可以模拟更多的受力情况。例如施力组件16可以设置为两组，分别设于地基模型1上方两侧，可以对地基模型1顶面同时进行施加压力，也可以只使用一组对地基模型1顶面一侧施加压力，模拟地基不同位置处的受力情况。
56.如图3所示，本实施例提供的地基模型试验装置中，测距组件19包括第一齿条21、第二齿条22、第三齿条24和刻度盘27，第一齿条21竖直固定设于所述模型壳体2的底面，第二齿条22水平设置，所述第二齿条22通过第一齿轮组23与所述第一齿条21连接，所述第一齿条21竖直移动通过所述第一齿轮组23带动所述第二齿条22水平移动，第三齿条24竖直设置，所述第三齿条24通过第二齿轮组25与所述第二齿条22连接，所述第二齿条22水平移动通过所述第二齿轮组25带动所述第三齿条24竖直移动，所述第三齿条24侧壁设置有指针26，刻度盘27竖直设于所述第三齿条24一侧，所述指针26指向所述刻度盘27。通过三组齿条的配合，将地基模型1的移动转移至刻度盘27上进行具体数值的指示，在施压的过程中不仅可以测出移动的具体数值，也可以直观的在刻度盘27上进行观察，检测准确，观察直观。另外，作为可替换的实施方式，测距组件19也可以为其他结构，例如可以使用位移传感器进行测距。
57.如图1所示，本实施例提供的地基模型试验装置中，测距组件19设置有两组，两组所述测距组件19分别设于所述模型壳体2底面两侧。两组测距组件19同时测量地基模型1的位移，若地基模型1的受力比较偏向一侧，那两组测距组件19的检测数据根据地基模型1的受力情况分别显示不同数据，可以适应地基模型1的不同受力情况，进行精确的距离测量。
58.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。