一种箱体可分隔的装配式岩土试验模型箱的制作方法

本发明公开了一种箱体可分隔的装配式岩土试验模型箱。

背景技术：

随着我国经济社会的发展，工程项目建设也得到了迅猛发展。不仅工程项目数量逐渐增多，而且工程结构越来越大型化、复杂化，如超高层建筑、特大型桥梁、巨型大坝、复杂的地铁隧道等各种大型复杂工程项目不断涌现；这些大型复杂工程项目建设往往都会涉及岩土材料的利用、处理和改良，因此碰到的岩土工程问题也越来越复杂。

在对岩土工程问题进行研究时，岩土工程模型试验是一种非常有效的分析方法。岩土工程模型试验又分为物理模型试验和数值模型试验。其中，数值模型试验是根据工程实际情况进行数值建模进行分析并得到一系列定性和定量的岩土物理力学指标分布规律，其缺点是无法完全准确模拟复杂的实际工程状况，且所采用的岩土材料本构模型和相应参数会与实际情况有所出入，故数值模型试验有时会出现错误的结果，且所得结果往往仅作实际工程的定性参考。物理模型试验则是按照一定比例尺对实际工程的岩土结构和环境进行缩放进行室内试验，不用在现场进行复杂的全尺寸试验，能较为准备地模拟实际工程，且能在室内对影响岩土结构和环境的各种变量进行精准设置，能够直观地复制实际工程情况并获得试验结果，成本低廉且能获得与实际工程一致的实验规律，因此较数值模型试验具有更大的优势。因此，一般在岩土工程问题研究时首选物理模型试验手段。

室内物理模型试验通常会在一个人为设定的模型箱内进行。考虑到实际工程的复杂性，有时要求模型箱尺寸可调，边界条件可改变；同时，在一些模型试验中，需要对不同参数的岩土材料和结构同时进行两组试验，以便同时进行横向对比分析，这就要求模型箱箱体可分割调整。此外，从成本和便捷角度考虑，有时需对模型箱尺寸和结构进行迅速调整，且保证模型箱的材料可拆卸反复使用。现有常规模型箱功能单一，装配拆卸困难，不能对箱体尺寸进行便捷调整，无法适应复杂的物理模型试验需要。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、拆装方便的箱体可分隔的装配式岩土试验模型箱。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种箱体可分隔的装配式岩土试验模型箱，包括底板、前后左右侧板、边部立柱构件、中部立柱构件ⅰ、中部立柱构件ⅱ；模型箱四个边角处设置四个边部立柱构件，位于模型箱前侧的两个边部立柱构件中间设有一根中部立柱构件ⅰ，位于模型箱后侧的两个边部立柱构件中间设有一根中部立柱构件ⅱ，左侧板嵌入位于模型箱左侧的两个边部立柱构件之间，右侧板嵌入位于模型箱右侧的两个边部立柱构件之间，中部立柱构件ⅰ与其左右两侧的边部立柱构件之间嵌入前侧板，中部立柱构件ⅱ与其左右两侧的边部立柱构件之间嵌入后侧板，所述边部立柱构件、中部立柱构件ⅰ、中部立柱构件ⅱ底部与底板连接；所述中部立柱构件ⅰ、中部立柱构件ⅱ之间嵌入分隔板将模型箱分隔成两部分。

上述箱体可分隔的装配式岩土试验模型箱，所述边部立柱构件截面呈l形，边部立柱构件沿横向和竖向分别设有一个凹槽ⅰ，凹槽ⅰ边部设置有预留螺栓孔ⅰ及卡槽ⅰ。

上述箱体可分隔的装配式岩土试验模型箱，所述中部立柱构件ⅰ和中部立柱构件ⅱ结构相同，所述中部立柱构件ⅰ截面呈t形，中部立柱构件ⅰ沿横向设置有两个方向相反的凹槽ⅱ，中部立柱构件ⅰ沿竖向设置有一个凹槽ⅲ，凹槽ⅱ边部设置有预留螺栓孔ⅱ及卡槽ⅱ。

上述箱体可分隔的装配式岩土试验模型箱，所述边部立柱构件和中部立柱构件ⅰ高度相同，凹槽ⅰ、凹槽ⅱ和凹槽ⅲ尺寸相同。

上述箱体可分隔的装配式岩土试验模型箱，位于模型箱左侧的两个边部立柱构件的卡槽ⅰ之间、位于模型箱右侧的两个边部立柱构件的卡槽ⅰ之间、中部立柱构件ⅰ的卡槽ⅱ与其左右两侧的边部立柱构件的卡槽ⅰ之间、中部立柱构件ⅱ的卡槽ⅱ与其左右两侧的边部立柱构件的卡槽ⅰ之间均设有矩形钢管。

上述箱体可分隔的装配式岩土试验模型箱，所述底板上设有第一滑槽、第二滑槽、第三滑槽、第四滑槽，第一滑槽横向设置于底板前侧，第二滑槽、第三滑槽对称设置于底板后侧两端且位于底板对角线上，第四滑槽竖向设置于底板中间且位于第二滑槽与第三滑槽之间，第一滑槽、第二滑槽、第三滑槽、第四滑槽上均设有用于固定间距的预设螺栓孔；所述中部立柱构件ⅰ、中部立柱构件ⅱ、边部立柱构件底部设有滑槽连接件，滑槽连接件下部嵌入滑槽且可在滑槽上移动。

上述箱体可分隔的装配式岩土试验模型箱，所述前侧板和后侧板采用可视化有机玻璃板，左侧板、右侧板采用钢板。

上述箱体可分隔的装配式岩土试验模型箱，所述边部立柱构件、中部立柱构件ⅰ、中部立柱构件ⅱ为预制钢构件。

上述箱体可分隔的装配式岩土试验模型箱，所述底板为高强钢板。

本发明的有益效果在于：

1、本发明可分隔箱体的模型箱适用于岩土模型试验，通过将分隔板嵌入中部立柱构件ⅰ和中部立柱构件ⅱ之间的凹槽ⅲ内并用螺栓连接固定，可将一个模型箱分隔成两个模型箱，便于在两边同时进行试验，可提供直接对比，避免了单独试验情况下材料性质发生变化而产生的误差，提高了试验效率与准确率；

2、本发明采用装配式连接，各个部件可自由装配拆卸，装配简便，避免未使用时占用空间问题。

3、本发明在底板上设置了滑槽，通过移动边部立柱构件、中部立柱构件ⅰ和中部立柱构件ⅱ的位置，嵌入对应尺寸的侧板及分隔板，可控制模型箱尺寸调节，不仅能更准确的模拟试验条件，还能更好的控制试验成本。

4、本发明在边部立柱构件之间、边部立柱构件与中部立柱构件ⅰ之间、边部立柱构件与中部立柱构件ⅱ之间可装配连接若干个矩形钢管，相当于设置了若干加劲肋，加大了模型箱侧板的抗弯刚度，防止箱体出现过大的变形。

5、本发明在箱体的前侧板和后侧板采用可视化有机玻璃板，可便于观察箱体内结构物及周围土体的变化或变形情况，在将模型箱分隔开两边同时试验时，也可分别观察两侧模型试验的变化情况。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为图1中边部立柱构件的结构示意图。

图3为图1中中部立柱构件ⅰ的结构示意图。

图4为图1中滑槽连接件的示意图。

图5为图1中底板的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-图5所示，一种箱体可分隔的装配式岩土试验模型箱，包括底板4、前侧板2、后侧板16、左侧板3、右侧板17、边部立柱构件7、中部立柱构件ⅰ18、中部立柱构件ⅱ8；所述前侧板2和后侧板16采用可视化有机玻璃板，左侧板3、右侧板17采用钢板，底板4为长方形的高强钢板；模型箱1四个边角处设置四个边部立柱构件7，位于模型箱1前侧的两个边部立柱构件7中间设有一根中部立柱构件ⅰ18，位于模型箱1后侧的两个边部立柱构件7中间设有一根中部立柱构件ⅱ8，左侧板3嵌入位于模型箱1左侧的两个边部立柱构件7之间，右侧板17嵌入位于模型箱1右侧的两个边部立柱构件7之间，中部立柱构件ⅰ18与其左右两侧的边部立柱构件7之间嵌入前侧板2，中部立柱构件ⅱ8与其左右两侧的边部立柱构件7之间嵌入后侧板16，所述边部立柱构件7、中部立柱构件ⅰ18、中部立柱构件ⅱ8底部与底板4连接，各侧板与边部立柱构件7、中部立柱构件ⅰ18、中部立柱构件ⅱ8通过螺栓15连接固定；所述中部立柱构件ⅰ18、中部立柱构件ⅱ8之间嵌入分隔板14将模型箱1分隔成两部分。所述边部立柱构件7、中部立柱构件ⅰ18、中部立柱构件ⅱ8为预制钢构件。

所述边部立柱构件7截面呈l形，边部立柱构件7沿横向和竖向分别设有一个凹槽ⅰ19，凹槽ⅰ19边部设置有预留螺栓孔ⅰ及卡槽ⅰ5。

所述中部立柱构件ⅰ18和中部立柱构件ⅱ8结构相同，所述中部立柱构件ⅰ18截面呈t形，中部立柱构件ⅰ18沿横向设置有两个方向相反的凹槽ⅱ20，中部立柱构件ⅰ18沿竖向设置有一个凹槽ⅲ21，凹槽ⅱ20边部设置有预留螺栓孔ⅱ及卡槽ⅱ22。所述边部立柱构件7和中部立柱构件ⅰ18高度相同，凹槽ⅰ19、凹槽ⅱ20和凹槽ⅲ21尺寸相同。

位于模型箱1左侧的两个边部立柱构件7的卡槽ⅰ5之间、位于模型箱1右侧的两个边部立柱构件7的卡槽ⅰ5之间、中部立柱构件ⅰ18的卡槽ⅱ22与其左右两侧的边部立柱构件7的卡槽ⅰ5之间、中部立柱构件ⅱ8的卡槽ⅱ22与其左右两侧的边部立柱构件7的卡槽ⅰ5之间均设有矩形钢管6。

所述底板4上设有第一滑槽9、第二滑槽10、第三滑槽11、第四滑槽12，第一滑槽9横向设置于底板4前侧，第二滑槽10、第三滑槽11对称设置于底板4后侧两端且位于底板4对角线上，第四滑槽12竖向设置于底板4中间且位于第二滑槽10与第三滑槽11之间，第一滑槽9、第二滑槽10、第三滑槽11、第四滑槽12上均设有用于固定间距的预设螺栓孔；所述中部立柱构件ⅰ18、中部立柱构件ⅱ8、边部立柱构件7底部设有滑槽连接件13，滑槽连接件13下部嵌入对应的滑槽且可在对应的滑槽上移动。通过沿对应的滑槽移动滑槽连接件13，并嵌入对应尺寸的侧板及分隔板14，可控制模型箱1尺寸调节，组装出多个模型箱1尺寸。

本发明的工作过程如下：根据试验需要确定模型箱1尺寸大小，选择对应尺寸的侧板、分隔板14、矩形钢管6。将模型箱1底板4放置在平整场地，将模型箱1前侧中部立柱构件ⅰ18固定，在中部立柱构件ⅰ18的凹槽ⅱ20内嵌入前侧板2，同时将矩形钢管6紧贴于前侧板2且端部放置在中部立柱构件ⅰ18的卡槽ⅱ22内，通过螺栓将前侧板2和矩形钢管6一端与中部立柱构件ⅰ18固定；将前侧的边部立柱构件7分别沿两边的第一滑槽9横向移动至对应尺寸位置的预设螺栓孔处，将前侧板2和矩形钢管6的另一端嵌入边部立柱构件7的凹槽ⅰ19并固定，通过螺栓151将边部立柱构件7的底部与底板4连接固定。将模型箱1后侧的边部立柱构件7分别沿第二滑槽10、第三滑槽11移动至对应尺寸位置的预设螺栓孔处，中部立柱构件ⅱ8沿第四滑槽12移动至对应尺寸位置的预设螺栓孔处，位于模型箱1左侧的两个边部立柱构件7的凹槽ⅰ19之间嵌入左侧板3，位于模型箱1右侧的两个边部立柱构件7的凹槽ⅰ19之间嵌入右侧板17，中部立柱构件ⅱ8的凹槽ⅱ20与其左右两侧的边部立柱构件7的凹槽ⅰ19之间嵌入后侧板16，位于模型箱1左侧的两个边部立柱构件7的卡槽ⅰ5之间、位于模型箱1右侧的两个边部立柱构件7的卡槽ⅰ5之间、中部立柱构件ⅱ8的卡槽ⅱ22与其左右两侧的边部立柱构件7的卡槽ⅰ5之间均嵌入矩形钢管6，通过螺栓151将边部立柱构件7和中部立柱构件ⅱ8的底部与底板4连接固定，完成模型箱1四个面的拼装，并根据试验需要嵌入分隔板14，可实现模型箱1多尺寸调节。