一种可视化土与结构物相互作用力学性质实验仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及实验仪，特别涉及一种可视化土与结构物相互作用力学性质实验仪。
【背景技术】
[0002]随着我国高层、大型、复杂建筑的修建，对于地基稳定性要求标准日渐提高，而且地基相对上部结构来说相互柔性，因而，地基刚性的假设不再成立，在设计结构时，就必须考虑土体与结构的相互作用问题，把二者作为一个整体进行耦合分析。土与结构相互作用分为静相互作用和动相互作用，合理选择地基模型是共同作用分析中非常重要的问题。它不仅直接影响地基反力的分布和基础的沉降，而且影响地基和上部结构的内力和变形分布。因此，在共同作用分析中，首先必须了解各种地基模型的适用条件，选择的地基模型必须符合比较接近所分析的场地的地基特性。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种可视化土与结构物相互作用力学性质实验仪，该实验仪可以重复使用，通过仪器正面的玻璃观测窗口可以使用数码拍摄、显微观测拍摄，对土与结构物接触部位的土体进行应力场、应变场以及土体的细观观测。
[0004]为了实现以上目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0005]一种可视化土与结构物相互作用力学性质实验仪，其特点是，包含:
[0006]底座；
[0007]设置在底座上的框架；
[0008]铺设在底座上的导轨，所述的导轨设置在框架内；
[0009]受力部件，其活动设置在导轨上；
[0010]若干个液压部件，其设置框架上，可对受力部件的顶部及两侧边施加载荷作用力，并将载荷作用力输送至外部的数据采集器上。
[0011]所述的受力部件包含:
[0012]下底板，其设置在导轨上；
[0013]上顶板，其位于下底板上部；
[0014]设置在下底板与上顶板之间的4块侧板，相邻的两块侧板之间相互垂直；
[0015]所述的下底板、上顶板和侧板形成容纳空间，用来填筑土体。
[0016]所述的液压部件为3个；
[0017]其中一个所述的液压部件垂直设置在上顶板上；
[0018]另外两个液压部件水平设置，且分别顶住相邻的两块侧板。
[0019]所述的液压部件包含依次相连的载荷传感器和载荷油缸；所述的载荷传感器输入端与受力部件的上顶板或侧板相连。
[0020]该实验仪还包含:
[0021]水平驱动油缸，其驱动下底板；
[0022]位移传感器，其设置在下底板上方，并与外部的数据采集器相连。
[0023]所述的侧板开设有一观察窗，所述的观察窗设置在其中一个水平设置的液压部件相对的一侧。
[0024]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点:
[0025]本实用新型可以重复使用，通过仪器正面的玻璃观测窗口可以使用数码拍摄、显微观测拍摄，对土与结构物接触部位的土体进行应力场、应变场以及土体的细观观测。
【附图说明】
[0026]图1为本实用新型一种可视化土与结构物相互作用力学性质实验仪的结构示意图；
[0027]图2为本实用新型的力学原理图。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本实用新型做进一步阐述。
[0029]如图1所示，一种可视化土与结构物相互作用力学性质实验仪，包含:底座I ;设置在底座I上的框架2 ;铺设在底座I上的导轨3，所述的导轨3设置在框架2内；受力部件，其活动设置在导轨3上；3个液压部件，其设置框架2上，可对受力部件的顶部及两侧边施加载荷作用力，并将载荷作用力输送至外部的数据采集器6上。
[0030]受力部件包含:下底板41，其设置在导轨3上；上顶板42，其位于下底板41上部；设置在下底板41与上顶板42之间的4块侧板3，相邻的两块侧板43之间相互垂直；所述的下底板41、上顶板42和侧板43形成容纳空间，用来填筑土体。
[0031]在3个液压部件中，其中一个液压部件垂直设置在上顶板42上；另外两个液压部件水平设置，且分别顶住相邻的两块侧板43。
[0032]液压部件包含依次相连的载荷传感器51 (该载荷传感器为现有技术的传感器，本实施例中采用型号为BB11/CLF-H6的载荷传感器)和载荷油缸52 ;所述的载荷传感器输入端与受力部件的上顶板42或侧板43相连。
[0033]该实验仪还包含:水平驱动油缸7，其驱动下底板41 ;位移传感器8 (该位移传感器为现有技术的传感器，本实施例中采用型号为B WF03-LWF-100-A1的载荷传感器)，其设置在下底板41上方，并与外部的数据采集器6相连。
[0034]所述的侧板43开设有一观察窗431，所述的观察窗431设置在其中一个水平设置的液压部件相对的一侧。
[0035]如图2所示，通过对侧板3施加X向水平力确定Fx，得到x方向力的变化；对侧板3施加y向水平力确定Fy，得到y方向上力的变化；对上顶板42施加竖直力确定Fz0得到z方向上力的变化；通过载荷传感器51测量出各方向的力，并由模型箱各侧面、上顶板面积计算出模型箱内土样受到的X、y、Z方向的应力σ X、σ y、σ Z，对下底板施加沿X轴正、负向的速度V确定结构物承受循环荷载。通过仪器正面的观察窗431可以使用数码拍摄、显微观测拍摄，对土与结构物接触部位的土体进行应力场、应变场以及土体的细观观测。
[0036]综上所述，本实用新型一种可视化土与结构物相互作用力学性质实验仪，可以重复使用，通过仪器正面的玻璃观测窗口可以使用数码拍摄、显微观测拍摄，对土与结构物接触部位的土体进行应力场、应变场以及土体的细观观测。
[0037]尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【主权项】
1.一种可视化土与结构物相互作用力学性质实验仪，其特征在于，包含: 底座(I); 设置在底座(I)上的框架(2)； 铺设在底座(I)上的导轨(3)，所述的导轨(3)设置在框架(2)内； 受力部件，其活动设置在导轨(3)上； 若干个液压部件，其设置框架(2)上，可对受力部件的顶部及两侧边施加载荷作用力，并将载荷作用力输送至外部的数据采集器(6)上。
2.如权利要求1所述的可视化土与结构物相互作用力学性质实验仪，其特征在于，所述的受力部件包含: 下底板(41)，其设置在导轨(3 )上； 上顶板(42)，其位于下底板(41)上部； 设置在下底板(41)与上顶板(42)之间的4块侧板(43)，相邻的两块侧板(43)之间相互垂直； 所述的下底板(41)、上顶板(42 )和侧板(43 )形成容纳空间，用来填筑土体。
3.如权利要求2所述的可视化土与结构物相互作用力学性质实验仪，其特征在于，所述的液压部件为3个； 其中一个所述的液压部件垂直设置在上顶板(42)上； 另外两个液压部件水平设置，且分别顶住相邻的两块侧板(43)。
4.如权利要求2所述的可视化土与结构物相互作用力学性质实验仪，其特征在于，所述的液压部件包含依次相连的载荷传感器(51)和载荷油缸(52 );所述的载荷传感器输入端与受力部件的上顶板(42)或侧板(43)相连。
5.如权利要求2所述的可视化土与结构物相互作用力学性质实验仪，其特征在于，还包含: 水平驱动油缸(7)，其驱动下底板(41); 位移传感器(8)，其设置在下底板(41)上方，并与外部的数据采集器(6)相连。
6.如权利要求3所述的可视化土与结构物相互作用力学性质实验仪，其特征在于，所述的侧板(43)开设有一观察窗(431)，所述的观察窗(431)设置在其中一个水平设置的液压部件相对的一侧。
【专利摘要】本实用新型公开了一种可视化土与结构物相互作用力学性质实验仪，包含：底座；设置在底座上的框架；铺设在底座上的导轨，所述的导轨设置在框架内；受力部件，其活动设置在导轨上；若干个液压部件，其设置框架上，可对受力部件的顶部及两侧边施加载荷作用力，并将载荷作用力输送至外部的数据采集器上。本实用新型可以重复使用，通过仪器正面的玻璃观测窗口可以使用数码拍摄、显微观测拍摄，对土与结构物接触部位的土体进行应力场、应变场以及土体的细观观测。
【IPC分类】G09B23-08, G01N3-00
【公开号】CN204270560
【申请号】CN201420690709
【发明人】邓益兵, 刘白文, 史旦达, 周健, 贾敏才, 郭佳民, 辛凌, 史文会, 韩定均
【申请人】上海海事大学
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年11月18日