一种三维土拱效应的立体活动门试验方法、装置及介质

本发明涉及岩土工程，尤其涉及一种三维土拱效应的立体活动门试验方法、装置及介质。

背景技术：

1、土拱效应来源于1884年英国物理学家robert在散体材料中发现的一种应力转移现象，农业中称其为“粮仓效应”，即粮仓底部的压力在粮仓高度大于底部直径两倍之后就不在增加。1936年terzaghi通过活动门试验开展了岩土工程中的土拱效应研究。当前，活动门试验已经成为研究土拱效应最经典的例子。

2、在现有设计方案中，土拱效应试验方法的土样制备大多为人工填土，难以实现对复杂土样的精准制作，没有考虑对复杂底层基岩的模拟，例如高低起伏基岩及形状不规则的岩溶等，也就是在模拟实际不均匀地质上铺设土样模型的能力有待提高，导致不能实现对不均匀地质三维土拱效应的活动门试验。

3、因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本申请实施例提供一种三维土拱效应的立体活动门试验方法、装置及介质，能够实现对不均匀地质三维土拱效应的活动门试验，以提高对实际复杂地质模拟试验的准确性。

2、本发明为解决上述技术问题提供如下技术方案：

3、本申请实施例第一方面提供一种三维土拱效应的立体活动门试验方法，包括：

4、获取工程地质的试验工况，并根据所述试验工况确定承载土体构件的三维信息以及待铺设土体的土体信息；

5、根据所述三维信息和所述土体信息，在所述承载土体构件的起伏面上铺设所述待铺设土体，得到承载土体构件上已铺设土体的当前状态信息；

6、根据所述三维信息和所述当前状态信息，对所述承载土体构件中承载部分已铺设土体的立体活动门进行移动，得到已铺设土体的试验状态信息。

7、在一种可能的实施方式中，所述承载土体构件的三维信息包括立体底板的第一坐标数据和立体活动门的第二坐标数据，所述待铺设土体的土体信息包括第一层土体的第一类型，所述已铺设土体的当前状态信息包括第一层土体的第一初始位置；

8、所述根据所述三维信息和所述土体信息，在所述承载土体构件的起伏面上铺设所述待铺设土体，得到承载土体构件上已铺设土体的当前状态信息，包括：

9、根据所述第一坐标数据、所述第二坐标数据和所述第一类型，得到所述第一层土体的第一轨迹；

10、根据所述第一轨迹，分别沿所述立体底板和所述立体活动门的表面铺设第一层土体，得到所述第一层土体的第一初始位置。

11、在一种可能的实施方式中，所述根据所述第一轨迹，分别沿所述立体底板和所述立体活动门的表面铺设第一层土体，得到所述第一层土体的第一初始位置，包括：

12、根据所述第一轨迹，沿着所述立体底板和所述立体活动门的起伏面层叠铺设多次第一层土体，得到所述第一层土体的第一初始位置；

13、所述已铺设土体的当前状态信息还包括第二层土体的第二初始位置；所述方法还包括：

14、确定所述第二层土体的第二轨迹，并根据所述第二轨迹，在所述第一层土体表面上铺设第二层土体，以使所述第二层土体表面高于所述立体活动门顶部，得到第二层土体的第二初始位置。

15、在一种可能的实施方式中，所述在所述承载土体构件的起伏面上铺设所述待铺设土体之后，还包括：

16、在所述第一层土体的预埋孔位中安置力传感器；所述预埋孔位为相对所述立体底板的凸起和/或凹陷处。

17、在一种可能的实施方式中，所述立体活动门为异形立体活动门，所述立体底板为异形立体底板。

18、在一种可能的实施方式中，所述根据所述试验工况确定承载土体构件的三维信息，包括：

19、根据所述试验工况，采用3d打印的方式分别制备可装配连接的所述立体活动门及立体底板；

20、将装配的所述立体活动门及立体底板安装在试验装置中，得到立体底板的第一坐标数据和立体活动门的第二坐标数据。

21、在一种可能的实施方式中，所述采用3d打印的方式分别制备可装配连接的所述立体活动门及立体底板，包括：

22、采用3d打印方式制备所述立体底板和所述立体活动门的打印材料为金属材料或合金材料。

23、本申请第二方面提供一种三维土拱效应的立体活动门试验装置，所述装置用于对具有起伏面的承载土体结构进行试验；所述装置包括：

24、构件确定模块，用于获取工程地质的试验工况，并根据所述试验工况确定承载土体构件的三维信息以及待铺设土体的土体信息；

25、铺设模块，用于根据所述三维信息和所述土体信息，在所述承载土体构件的起伏面上铺设所述待铺设土体，得到承载土体构件上已铺设土体的当前状态信息；

26、位移模块，用于根据所述三维信息和所述当前状态信息，对所述承载土体构件中承载部分已铺设土体的立体活动门进行移动，得到已铺设土体的试验状态信息。

27、本申请第三方面提供一种三维土拱效应的立体活动门试验装置，包括：

28、至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器；

29、所述存储器存储计算机执行指令；

30、所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现如上述中任一项所述的方法。

31、本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如上述中任一项所述的方法。

32、有益效果：本发明实施例提供一种三维土拱效应的立体活动门试验方法、装置及介质，方法包括：获取工程地质的试验工况，并根据所述试验工况确定承载土体构件的三维信息以及待铺设土体的土体信息；根据所述三维信息和所述土体信息，在所述承载土体构件的起伏面上铺设所述待铺设土体，得到承载土体构件上已铺设土体的当前状态信息；根据所述三维信息和所述当前状态信息，对所述承载土体构件中承载部分已铺设土体的立体活动门进行移动，得到已铺设土体的试验状态信息。确定的承载土体构件的三维立体形状对应实际复杂工程工况，在承载土体构件上随着其起伏面的形状铺设土体，承载土体构件中的立体活动门活动以完成试验，从而实现对不均匀地质三维土拱效应的活动门试验，从而提高了对实际复杂地质模拟试验的准确性。

技术特征：

1.一种三维土拱效应的立体活动门试验方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的三维土拱效应的立体活动门试验方法，其特征在于，所述承载土体构件的三维信息包括立体底板的第一坐标数据和立体活动门的第二坐标数据，所述待铺设土体的土体信息包括第一层土体的第一类型，所述已铺设土体的当前状态信息包括第一层土体的第一初始位置；

3.根据权利要求2所述的三维土拱效应的立体活动门试验方法，其特征在于，所述根据所述第一轨迹，分别沿所述立体底板和所述立体活动门的表面铺设第一层土体，得到所述第一层土体的第一初始位置，包括：

4.根据权利要求3所述的三维土拱效应的立体活动门试验方法，其特征在于，所述在所述承载土体构件的起伏面上铺设所述待铺设土体之后，还包括：

5.根据权利要求2所述的三维土拱效应的立体活动门试验方法，其特征在于，所述立体活动门为异形立体活动门，所述立体底板为异形立体底板。

6.根据权利要求2所述的三维土拱效应的立体活动门试验方法，其特征在于，所述根据所述试验工况确定承载土体构件的三维信息，包括：

7.根据权利要求6所述的三维土拱效应的立体活动门试验方法，其特征在于，所述采用3d打印的方式分别制备可装配连接的所述立体活动门及立体底板，包括：

8.一种三维土拱效应的立体活动门试验装置，其特征在于，所述装置用于对具有起伏面的承载土体结构进行试验；所述装置包括：

9.一种三维土拱效应的立体活动门试验装置，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1至7任一项所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种三维土拱效应的立体活动门试验方法、装置及介质，方法包括：获取工程地质的试验工况，并根据试验工况确定承载土体构件的三维信息以及待铺设土体的土体信息；根据三维信息和土体信息，在承载土体构件的起伏面上铺设待铺设土体，得到承载土体构件上已铺设土体的当前状态信息；根据三维信息和当前状态信息，对承载土体构件中承载部分已铺设土体的立体活动门进行移动，得到已铺设土体的试验状态信息。对应实际工况确定承载土体构件的三维立体形状，在承载土体构件上随着其起伏面的形状铺设土体，立体活动门移动以完成试验，从而实现对不均匀地质三维土拱效应的活动门试验，从而提高了对实际复杂地质模拟试验的准确性。

技术研发人员：林星涛,王灯,陈湘生,曾辉,苏栋
受保护的技术使用者：深圳大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15