用下嵌岩粧与岩体的相互作用，破碎、沉渣等现象对承载特性的影响规律，从而可以可视化模拟嵌岩粧与岩体相互作用效应，并且可以观测竖向、水平向以及倾斜向荷载作用下嵌岩粧与岩体的变形、破碎以及承载特性，对于指导嵌岩粧施工对岩体的影响具有重要意义，且试验装置操作简单，易于实现。
【附图说明】
[0025]图1是本发明装置俯视图；
[0026]图2是本发明装置施加倾斜拉力的结构示意图；
[0027]图3是本发明装置施加竖向压力的结构示意图；
[0028]图4是本发明装置倾斜嵌岩粧施加倾斜拉力的结构示意图；
[0029]其中，1为模型槽，2为透明岩体，3为嵌岩粧，4为圆形拍摄滑轨上的数码相机，5为圆形拍摄滑轨，6为加载平台下的数码相机，7为加载平台，8为观测窗，9为横向定滑轮，10为可固定的水平移动滑块，11为竖向定滑轮，12为可固定的竖向移动滑块，13为加载架，14为砝码，15为加载托盘，16为透明岩体中的裂缝，17为天然土，18为透明岩体和粧体的接触面，19为压力加载板，20为拖拽砝码。
【具体实施方式】
[0030]本发明提出了一种基于透明岩体的嵌岩粧模型试验装置，如图1?图3所示，其由加载平台7、设置于加载平台7上方的透明模型槽1、嵌岩粧3、竖向加载装置和水平向和斜向加载装置组成，其中，透明模型槽1的下部装有透明岩体2，透明岩体2的上部装有天然土 17，嵌岩粧3布置于透明模型槽1的中心并依次穿透天然土 17并部分嵌入透明岩体2 ;竖向加载装置用于在竖直方向上对嵌岩粧3施加压力；水平向和斜向加载装置用于在水平向和斜向对嵌岩粧3施加压力；模型槽1的侧面和底面设置有数码相机；加载平台上设置有观测窗8。
[0031]其中，模型槽1的材料可以为透明有机玻璃或透明钢化玻璃，模型槽1为边长250?300mm、高度300?450mm、壁厚10?20mm的底部封口、上部开口的长方体；或者直径为250?300mm、高度为300?450mm、壁厚10?20mm的底部封口、上部开口的圆柱体。嵌岩粧3可以为钢筋混凝土嵌岩粧、素混凝土嵌岩粧或钢管混凝土嵌岩粧，其横截面形状可以为圆形、长方形、X形、Y形或者环形中的任意一种，分别构成圆形粧、长方形粧、X形粧、Y形粧或者管粧。具体地，圆形粧的直径为20?25mm，粧长为300?450mm ;长方形粧的边长为20?25mm，粧长为300?450mm ；X形粧或Y形粧的外包圆直径为20?25mm，开弧角度为90?120°，粧长为300?450mm ;的管粧的外径为20?25mm，管壁厚为5?7mm，粧长为300?450mm。
[0032]嵌岩粧与透明岩体2相对位置为嵌岩粧垂直或倾斜嵌入透明岩体，嵌岩粧轴线与垂直线（即天然垂直线，为重力加速度的方向）构成的倾斜角为0°?45°，如图4中角度a所示。
[0033]加载平台7由钢材和透明有机玻璃制作而成，或者由透明钢化玻璃制作而成，观测窗8由透明有机玻璃或透明钢化玻璃制成。
[0034]透明岩体2由天然硅石制成，透明岩体2内部设置有0?3组的裂缝，裂缝材料为耐高温的彩色片状的石英；透明岩体2与嵌岩粧3粧体的接触面为光滑或粗糙，有沉渣或无沉渣；沉渣为彩色石英砂颗粒。
[0035]竖向加载装置包括砝码14和压力加载板19，压力加载板19套设于嵌岩粧3的顶端，可以通过在压力加载板19的下方设置卡槽嵌住嵌岩粧3，如设置牛耳将嵌岩粧3固定，码设14置于压力加载板19的上方；水平向和斜向加载装置包括加载架13、横向定滑轮9、可固定的水平移动滑块10、竖向定滑轮11、可固定的竖向移动滑块12、拖拽砝码20和加载托盘15，加载架13固定在加载平台7上，包括相互连接的横杆和竖杆，可固定的水平移动滑块10和可固定的竖向移动滑块12分别设置于加载架13的横杆和竖杆上，可固定的水平移动滑块10和可固定的竖向移动滑块12上分别连接有横向定滑轮9和竖向定滑轮11 ;加载托盘15通过绳索跨过竖向定滑轮11和横向定滑轮9与嵌岩粧3相连，拖拽砝码20设置于加载托盘15中；通过移动可固定的水平移动滑块10和可固定的竖向移动滑块12的位置调整水平向、倾斜向和竖向荷载。
[0036]数码相机包括两个，其中一个设置于圆形拍摄滑轨5上（如附图标记4所示），圆形拍摄滑轨5环绕设置于模型槽1的周围，另一个数码相机设置于加载平台的观测窗的底部（如附图标记6所示）。
[0037]下面结合附图详细叙述本发明专利的【具体实施方式】。本发明专利的保护范围并不仅仅局限于本实施方式的描述。
[0038]实施例1
[0039]在本实施例中，如图1和图2所示，模型槽采用有机玻璃进行制作，边长为230mm，高度为450mm，壁厚为20mm，是一个底部封口，上部开口的长方体，透明岩体采用天然硅石预制，透明岩体的长为230mm，宽为230mm，高度为100mm，透明岩体中预埋1组彩色片状石英模拟裂缝16，在透明岩体上部的中心位置预设放置嵌岩粧的孔洞，该孔洞略大于嵌岩粧的直径，孔径为22mm，孔洞深度为40mm。浇筑钢筋混凝土粧作为嵌岩粧，嵌岩粧的截面为圆形。混凝土骨料、钢筋尺寸按照与实际工程的相似比进行缩放。在模型槽的上部填入天然土层至设计高度200mm)。将埋设好透明岩体2、嵌岩粧3和天然土 17的模型槽1放在加载平台7上，模型槽1底部与观测窗8对准；在模型槽1周围布置圆形拍摄滑轨5，在圆形拍摄滑轨5上布置1台数码相机4 ;在加载平台7观测窗8下面布置1台数码相机6。在模型槽的上方设置水平向和斜向加载装置。首先，将加载架13固定在加载平台7上，分别将可固定的水平移动滑块10和可固定的竖向移动滑块12设置于加载架13的横杆和竖杆上，可固定的水平移动滑块10 (可在水平杆上移动和固定)和可固定的竖向移动滑块12 (可在竖杆上移动和固定）上分别连接有横向定滑轮9和竖向定滑轮11 ;加载托盘15通过绳索跨过竖向定滑轮11和横向定滑轮9与嵌岩粧3相连，拖拽砝码20设置于加载托盘15中；通过移动可固定的水平移动滑块10和可固定的竖向移动滑块12的位置调整水平向、倾斜向和竖向荷载。
[0040]利用上述装置进行施加倾斜向、水平向和竖向荷载的操作步骤如下：
[0041]通过可固定的水平移动滑块10和可固定的竖向移动滑块12位置的改变调整绳索拉力与嵌岩粧3轴线的夹角在0°到90°之间，形成不同倾斜向拉荷载形式，其中，当夹角为0。时，为竖直向，当夹角为90°时，为水平向；通过逐级增加砝码14的质量的方式调整所施加荷载的大小形成分级加载。每级荷载下通过圆形拍摄滑轨5上的数码相机4和加载平台7观测窗8下面的数码相机6，观测嵌岩粧3与透明岩体2之间的相互作用。
[0042]实施例2
[0043]本实施例的嵌岩粧模型试验装置基本同实施例1，不同的是，本实施例中，模型槽采用有机玻璃进行制备，且模型槽为直径240mm、高度为400mm、壁厚20mm的底部封口、上部开口的圆柱体；透明岩体的直径为240mm，高度为110mm，透明岩体中预埋2组彩色片状石英模拟裂缝，孔洞的孔径为22mm，孔洞深度为45mm，嵌岩粧为钢管混凝土粧，嵌岩粧横截面为X型。同时，在嵌岩粧的侧壁和端部设置由彩色石英颗粒模拟的沉渣。模型槽1的上部填入天然土 17层至设计高度250mm。
[0044]将本装置用于模拟施加倾斜向、水平向和竖向荷载的操作步骤同实施例1。
[0045]实施例3
[0046]本实施例的嵌岩粧模型试验装置基本同实施例1，不同的是，本实施例中，模型槽采用钢化玻璃进行制备，且模型槽为直径230mm、高度为450mm、壁厚15mm的底部封口、上部开口的圆柱体；透明岩体的直径为230_，高度为100_，透明岩体中预埋3组彩色片状石英模拟裂缝，孔洞的孔径为22mm，孔洞深度为40mm，嵌岩粧为钢筋混凝土粧，嵌岩粧横截面为长方形。同时，在嵌岩粧的侧壁和端部设置由彩色石英颗粒模拟的沉渣。模型槽1的上部填入天然土 17层至设计高度200mm。
[0047]将本装置用于模拟施加倾斜向、水平向和竖向荷载的操作步骤同实施例1。
[0048]实施例4
[0049]本实施例提供了一种用于模拟施加竖向压荷载的嵌岩粧模型试验装置。模型槽