专利名称：模型二维三维可调的岩土工程物理模拟多功能试验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种模型二维三维可调的岩土工程物理模拟多功能试验装置。
背景技术：
科技界很多学者都已经认为，二十一世纪将是开发地下空间的大发展的世纪。城市轨道交通和城市高速公共交通的发展，也都正在大规模地开发和使用地下隧道，促使了人们必须对地下岩土进行更深入的了解和研究。高层建筑快速发展的趋势，也需要能够找到坚实的深层岩土基础。不仅在这些方面，还有大坝、矿井、桥梁等等，所有这些，都正在促使人们加快了对地下岩土的力学性能研究。
百年大计，安全第一。所有这些城市建设、交通、水利、矿业的发展，都离不开对地下岩体的物理性能进行研究，这都需要对所在的施工区域的岩体，进行物理模型的加载试验。国内外很多工作，都已经认识到对岩土力学模型进行试验的重要性，要实现这样的实验，关键是试验手段。目前，已有少量单位在研制或在准备研制岩土力学模型试验装置，但是，其研制的模型，都只能做二维加载。这样，在模型内产生的应变场，均匀程度和均匀范围都非常有限。试验后，也只能得到岩土工程在二维应力条件下的特性，在当今，随着岩土工程的规模越来越大，岩层深度越来越深的情况下，可能出现的工程问题将更加复杂，对岩土性能需要研究的方面也越来越多，这样，势必产生了对三维模拟试验装置进行研制的迫切要求。
二维加载试验装置包含外层的加载框架，和内层的试件箱，试件箱内装有需要进行试验的岩土。在外层和内层之间，可以根据需要选用不同的千斤顶，千斤顶安装在加载框架上，千斤顶向试件箱上的加载板施加作用力，则作用力即可以作用于岩土。
在工程中，会根据不同的情况，选择对岩土做二维或三维加载试验，二维加载试验，其特点是试件箱在厚度方向的尺寸，远远小于高度和宽度方向的尺寸。只有试件箱在厚度方向的尺寸，接近于或等于在高度和宽度方向的尺寸时，这样的测验才能反映出三维试验特性，如能研制出既能进行二维试验，又能进行三维试验的装置，不仅可以省去制造多种单个试验装置的费用，更可以提高装置的利用率。
发明内容
本发明根据现有技术中的土壤力学测试装置只能从二维方向对土壤施加压力进行测试的不足，提供一种既可从二维方向也可从三维方向对测试的土壤施加压力以测试土壤力学性能的模型二维三维可调的岩土工程物理模拟多功能试验装置。由于试验装置中的加载框架是制造费用较高的部件，本设计中的加载框架，既可以作为三维试验时使用，也可以在二维试验时使用。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现模型二维三维可调的岩土工程物理模拟多功能试验装置，包括试件箱，千斤顶，还包括有加载框架，加载框架由四条边框组成，至少每两个平行的边框之间安装有梁，边框和梁上安装有千斤顶，试件箱位于加载框架和梁围成的空间内。
其中，所述加载框架数目为两个以上，两个以上的加载框架依次并排可拆卸连接，梁可拆卸连接在最外侧加载框架边框上。
本发明中的土壤力学性能测试装置，既可以从三维方向，又可以从二维方向对土壤进行力学性能测试，可以取得更好的测试效果。
图1为本发明正视图；图2为本图1的俯视图；图3为本发明实施例2的俯视图。
具体实施例方式
以下结合实施例及附图进一步对本发明进一步说明。
实施例1，如图1和图2所示，模型二维三维可调的岩土工程物理模拟多功能试验装置，包括试件箱1，千斤顶2，还包括有加载框架3，加载框架3由四条边框5组成，梁4通过螺钉7可拆卸安装在两个平行的边框5上，试件箱1位于加载框架3和梁4围成的空间内，边框5上安装有千斤顶2，千斤顶2朝向试件箱1并可对试件箱1施加压力。试验过程中，梁4可将试件箱牢固的固定。
实施例2，如图3所示，三个加载框架3通过连接板8和螺钉6可拆卸连接，梁4可拆卸安装在最外侧加载框架边框5上，试件箱位于加载框架3和梁4围成的空间内，边框5和梁4上安装有千斤顶，千斤顶朝向试件箱并可对试件箱施加压力。
本发明的使用方法为，进行二维试验时，只需使用一个加载框架，梁安装在边框两侧，千斤顶安装在边框上，按照要求制作一个试件箱，将测试的土壤装入试件箱内，并将传感器埋入土壤内，利用千斤顶从二维方向对试件箱施加压力，试件箱将压力传递到土壤，土壤中埋有传感器，千斤顶对试件箱施加压力，利用传感器传出的信号对土壤的力学性能进行分析；进行三维测试时，根据测试要求选择加载框架的数目，将多个加载框架并排依次连接在一起，将梁可拆卸安装在最外侧的加载框架的外侧，在边框和梁上安装千斤顶，按照要求制作一个试件箱，将测试的土壤装入试件箱内，并将传感器埋入土壤内，利用千斤顶从三维方向对试件箱施加压力，试件箱将压力传递到土壤，土壤中埋有传感器，利用传感器传出的信号对土壤的力学性能进行分析。
上述实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他实质等同手段，均在本发明权利要求范围内。
权利要求
1.模型二维三维可调的岩土工程物理模拟多功能试验装置，包括试件箱，千斤顶，其特征在于，还包括有加载框架，加载框架由四条边框组成，至少每两个平行的边框之间安装有梁，边框和梁上安装有千斤顶，试件箱位于加载框架和梁围成的空间内。
2.根据权利要求1所述的模型二维三维可调的岩土工程物理模拟多功能试验装置，其特征在于，所述加载框架数目为两个以上，两个以上的加载框架依次并排可拆卸连接，梁可拆卸连接在最外侧的加载框架边框上。
全文摘要
本发明公开了一种模型二维三维可调的岩土工程物理模拟多功能试验装置，包括试件箱，千斤顶，还包括有加载框架，加载框架由四条边框组成，至少两个平行的边框之间安装有梁，边框和梁上安装有千斤顶，试件箱位于加载框架和梁围成的空间内。本发明中的土壤力学性能测试装置，既可以从三维方向，又可以从二维方向对土壤进行力学性能测试，可以取得更好的测试效果。
文档编号G01N19/00GK101042390SQ200710039160
公开日2007年9月26日 申请日期2007年4月5日 优先权日2007年4月5日
发明者俞水良, 余志壮 申请人:同济大学