一种离心模型试验中的土工格室模型张开工具的制作方法

本实用新型涉及土工离心模型试验技术领域，具体涉及张开土工格室模型的一种工具。

背景技术：

随着我国国家战略计划的实施，国民经济建设的持续发展,公共设施、基础设施和交通设施等工程建设蓬勃兴起，土工格室作为一种土工合成材料，被广泛应用于边坡工程、路基工程、挡墙工程等土木工程领域。土工离心模型试验在缩小土工构筑物的尺寸的同时，加大了模型的重力加速度，可以保持模型中土的应力状态与实际情况一致，因此在模拟边坡、土压力问题等方面具有一定优势，是岩土工程中一种常用的试验手段，采用土工离心模型试验研究土工格室加筋土结构，对于揭示其破坏机理和变形规律具有重要意义。

然而，由于模型箱几何尺寸的限制，在离心模型试验中模拟土工格室，必须对其进行缩尺，加工制作几何尺寸合适，力学性质相似的土工格室离心模型试验模拟材料。如图1所示，由于土工格室模型100材料尺寸很小，例如高度1cm，焊炬3～4.6cm，并且很难张开饱满，如何方便地张开土工格室模型100，在土工格室101中填料，是影响离心模型试验结果的准确性，制约试验顺利进行的一个瓶颈。但现在还没有一个较好的方法或工具能将土工格室模型100方便的张开并保持张开饱满的状态。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：如何方便地饱满地张开土工格室模型并保持满地张开状态，以方便在其中填充足够和恰当的土料，使离心模型试验结果能尽可能准确。

为达到上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案为：提供了一种离心模型试验中的土工格室模型张开工具，包括固定件，固定件一面垂直的设置有若干围成一圈的张开柱，各张开柱位置分别对应土工格模型饱满张开状态下最外围一圈的各土工格室的各外侧顶点。

固定件为矩形板。

矩形板中设置有矩形开口，使固定件成矩形环结构。

若干围成一圈的张开柱围成的是矩形，矩形的两个长边和两个短边上的各张开柱的间距均为2.2～3.3cm；两个长边两端的两个张开柱与两个短边两端的张开柱在长边方向上的间距均为1.1～1.7cm，在短边方向上的间距均为1.1～1.7cm。

所述矩形环结构的宽度为1～1.7cm。

所述矩形板厚度为0.3cm。

所述固定件采用硬纸板、有机玻璃板、塑料板或木板，所述张开柱采用大头针、铁丝段或钢丝段。

本实用型的有益效果是：该离心模型试验中的土工格室模型张开工具结构简单可靠，操作简单，制作简单，材料易获得，成本低廉，能够在离心模型试验箱中将土工格室模型张开饱满，方便地在格室格子中填充足够和恰当的土料，为减小试验误差，提高离心模型试验结果精确性提供了重要保障，具有很好的实用价值。

附图说明

图1为土工格室模型的结构示意图；

图2为本实用新型的俯视结构示意图；

图3为本实用新型的侧视结构示意图

图4为本实用新型的使用状态图；

其中，固定件(1)、张开柱(2)、矩形开口(3)、土工格室模型(100)、土工格室(101)、外侧顶点(102)、矩形的两个长边和两个短边上的各张开柱的间距(L1)、两个长边两端的两个张开柱与两个短边两端的张开柱在长边方向上的间距(L2)、(两个长边两端的两个张开柱与两个短边两端的张开柱)在短边方向上的间距(L3)。

具体实施方式

如图2-3所示该离心模型试验中的土工格室模型张开工具，包括固定件1，固定件1一面垂直的设置有若干围成一圈的张开柱2，各张开柱2位置分别对应土工格模型100饱满张开状态下最外围一圈的各土工格室101的各外侧顶点102。

固定件1为矩形板。矩形板中还可以设置有矩形开口3，使固定件成矩形环结构。

土工格模型100中的各土工格室101在饱满张开后是几乎是一个正菱形-正方形旋转45度。因此，各张开柱2的位置可由一下公式得到。

L1＝焊炬/2*1.414 (I)

式中，L1为矩形的两个长边和两个短边上的各张开柱的间距，相当于土工格室101的相对两顶点间距。

L2＝1/2L1 (II)

式中，L2为两个长边两端的两个张开柱与两个短边两端的张开柱在长边方向上的间距，相当于土工格室101相邻两顶点在长边方向上的投影间距。

L3＝1/2L1

L3为两个长边两端的两个张开柱与两个短边两端的张开柱在短边方向上的间距，相当于土工格室101相邻两顶点在短边方向上的投影间距。

由于是正菱形，所以L2＝L3。

实施例一

以高度1cm，焊炬3cm的土工格模型100为例，该离心模型试验中的土工格室模型张开工具的若干围成一圈的张开柱2围成的是矩形，矩形的两个长边和两个短边上的各张开柱的间距L1均为3/2*1.414＝2.121cm，取2.2cm；两个长边两端的两个张开柱与两个短边两端的张开柱在长边方向上的间距L2均为2.2/2＝1.1cm，在短边方向上的间距均L3为2.2/2＝1.1cm。所述矩形环结构的宽度为1～1.7cm。所述矩形板厚度为0.2cm。

实施例二

以高度1cm，焊炬3.6cm的土工格模型100为例，该离心模型试验中的土工格室模型张开工具的若干围成一圈的张开柱2围成的是矩形，矩形的两个长边和两个短边上的各张开柱的间距L1均为3.6/2*1.414＝2.5452cm，取2.6cm；两个长边两端的两个张开柱与两个短边两端的张开柱在长边方向上的间距L2均为2.6/2＝1.3cm，在短边方向上的间距均L3为2.2/2＝1.3cm。所述矩形环结构的宽度为1～1.7cm。所述矩形板厚度为0.3cm。

实施例三

以高度1cm，焊炬4cm的土工格模型100为例，该离心模型试验中的土工格室模型张开工具的若干围成一圈的张开柱2围成的是矩形，矩形的两个长边和两个短边上的各张开柱的间距L1均为4/2*1.414＝2.828cm，取2.9cm；两个长边两端的两个张开柱与两个短边两端的张开柱在长边方向上的间距L2均为2.9/2≈1.5cm，在短边方向上的间距均L3为2.9/2≈1.5cm。所述矩形环结构的宽度为1～1.7cm。所述矩形板厚度为0.3cm。

实施例四

以高度1cm，焊炬4.6cm的土工格模型100为例，该离心模型试验中的土工格室模型张开工具的若干围成一圈的张开柱2围成的是矩形，矩形的两个长边和两个短边上的各张开柱的间距L1均为4.6/2*1.414＝3.2522cm，取3.3cm；两个长边两端的两个张开柱与两个短边两端的张开柱在长边方向上的间距L2均为3.3/2≈1.7cm，在短边方向上的间距均L3为3.3≈1.7cm。所述矩形环结构的宽度为1～1.7cm。所述矩形板厚度为0.4cm。

所述固定件1采用硬纸板、有机玻璃板、塑料板或木板等板材均可，所述张开柱2采用大头针、铁丝段或钢丝段等柱状物均可，固定件1的厚度、张开柱2的直径、矩形环结构的宽度只要能饱满张开土工格模型100并保持就行，并不限于以上尺寸。

如图4所示，土工格模型100最外围一圈的各土工格室101的各外侧顶点102分别被一根张开柱2支撑，将整个土工格模型100张开饱满。

该离心模型试验中的土工格室模型张开工具结构简单可靠，操作简单，制作简单，材料易获得，成本低廉，能够在离心模型试验箱中将土工格室模型张开饱满，方便地在格室格子中填充足够和恰当的土料，为减小试验误差，提高离心模型试验结果精确性提供了重要保障，具有很好的实用价值。

本实用新型并不限于各实施例中所列举尺寸的土工格室模型。针对其他尺寸的土工格室模型，可依据相应公式计算对应尺寸，并据此的制作对应的张开模具。这些张开模具都在本实用新型的保护范围内。