专利名称：岩土工程物理模型试验用侧盖板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种岩土工程物理模型试验用侧盖板，特别涉及一种能重复使用的岩土工程物理模型试验用侧盖板。
背景技术：
在岩土工程领域，常用来对实际工程状况进行考察的手段主要是原型观测、数值方法和模型试验。原型观测是研究结构物性状的最直接、结果最有说服力的方法，但是原型试验步骤繁杂，耗资巨大，仅应用于较少的工程实践中。数值方法是一种从实际研究对象抽象出数值模型的方法，其花费较少且便利，但是数值模型的精度主要依赖于输入参数及本构关系的准确性，而输入参数及本构关系的获得通常采用室内试验的方法，一方面室内试验对模型的尺寸及试验时间有很大限制，另一方面岩土体的本构关系极为复杂，目前只能得到一般规律，这就造成数值计算的结果与实际直接存在较大的出入。模型试验是指在实验室条件下，用不同比尺(包括缩小、放大及等尺寸)的模型，对现象进行研究的重要科学方法，其优势在于可再现原型的各种现象与过程，可人为控制试验条件与参量，可简化试验、缩短研究周期及促使人们从物理角度理解现象。在隧道、洞室等开挖模型试验中，常用的模型试验箱主体为钢板焊接，前后侧中间部位设置厚度和刚度足够的有机玻璃板，便于实验操作过程中观测，箱体外侧用槽钢构件加固，约束模型箱的侧向变形，并保证箱体内侧玻璃和钢板紧密接触且在同一平面上，在前后侧玻璃板上都预留开挖孔，开挖孔的位置和断面尺寸由模型相似关系确定。根据目前使用的侧盖板设计来看，存在以下问题(1)开挖孔盖板中间的加劲肋会影响后续隧道、洞室的开挖；(2)当进行不同工况的试验时，由于不同工况下的的洞室开挖尺寸、数目、深度和相对位置差异，需整体更换开挖孔盖板，工作量大且制作成本较高。

发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种能重复使用的岩土工程物理模型试验用侧盖板，克服现有技术存在的上述问题。本发明岩土工程物理模型试验用侧盖板，包括盖板主框架、有机玻璃板和支撑架， 有机玻璃板和支撑架均安装在盖板主框架上，支撑架的内侧与有机玻璃板的外侧相接触， 还包括一端可旋转连接于所述盖板主框架上的加劲肋，加劲肋与有机玻璃板的外侧贴合， 并所述有机玻璃板上设有开挖孔。本发明所述加劲肋为四个，分别设在所述盖板主框架的四个内角处。本发明所述开挖孔处设有孔盖板。本发明所述盖板主框架四周设有多个位置调节螺栓。通过以上技术方案，本发明的岩土工程物理模型试验用侧盖板，具有以下优点(1)活动式的加劲肋减少其对后续开挖的影响，同时在针对不同压力的试验时，可在不改变有机玻璃板厚度的情况下，通过调整加劲肋的角度来满足不同荷载工况的试验。(2)通过旋转位置调节螺栓可调节盖板主框架的位置以适应不同厚度的有机玻璃板的安装需求，以满足模拟不同开挖深度和地层压力的试验要求。(3)开挖孔盖板设计为可重复使用的形式，不同试验工况时只需更换隔板(有机玻璃板)即可满足不同开挖洞室尺寸、数目、相对位置等，降低试验工作量及成本。(4)便于进行数字照相，由于采用透明的有机玻璃板作为隔板，实验时可直接采集洞室周围土体的变形等相关图像信息。


图1本发明岩土工程物理模型试验用侧盖板结构图。图2为沿图1中A-A线剖视图。图3为去掉所述支撑架的侧盖板示意图。图4为沿图3中B-B线剖视图。图5为所述加劲肋旋转后示意图。图中1，盖板主框架；2，加劲肋；3，位置调节螺栓；4，支撑架；5，有机玻璃板；6，试验模型土 ；7，开挖孔；8，试验箱箱体；a，b，孔盖板。
具体实施例方式如图1及图2所示，本发明岩土工程物理模型试验用侧盖板，包括盖板主框架1、 有机玻璃板5和支撑架4，有机玻璃板5和支撑架4均安装在盖板主框架1上，有机玻璃板 5固定在盖板主框架1的内侧，支撑架4通过螺栓固定在盖板主框架1的外侧，有机玻璃板的外侧和支撑架内侧相接触，加劲肋2的一端可旋转连接于盖板主框架上，加劲肋2与有机玻璃板外侧相贴合，并有机玻璃板5上设有开挖孔7。加劲肋可跟据需要旋转到所需位置， 并在开挖时旋转避开开挖孔。盖板主框架的四周设有多个位置调节螺栓3，把盖板主框架1 固定在试验箱箱体8上，并使有机玻璃板内侧面和箱体内侧面处在同一水平面上。在实验前，土体装填及加压过程中，支撑架4可保证有机玻璃板的稳定及其上预留的开挖孔孔盖板不被土压力挤出。试验时，首先拆除支撑架4，再移去有机玻璃板5上预留的开挖孔孔盖板a，b (见图3)，接着进行隧道的开挖(见图4)。如图5所示，加劲肋为四个，分别设在盖板主框架1的四个内角处，并能旋转。在开挖过程中，如果有机玻璃板所受压力过大，可旋转出加劲肋，提供额外的固定力，约束有机玻璃板变形并保持其局部稳定(见图5)，通过调整加劲肋的角度可提供不同的约束力。本发明的盖板主框架作为提供安放有机玻璃板及支撑架的框架主体；加劲肋除了能防止有机玻璃板局部失稳之外，还可在盖板主框架固定之外，通过转动不同角度提供额外可调的固定力；位置调节螺栓可根据不同工况试验要求来调节盖板位置以满足不同厚度有机玻璃板的安装需求；支撑架由加劲肋和板两部分组成，在加载过程中可约束有机玻璃板的侧向变形同时可固定预留开挖孔盖板，避免其被土压力顶出；有机玻璃板可约束岩土体侧向位移，且便于试验操作过程中观测及采集数据。因此，通过设置活动式加劲肋，可在同样有机玻璃板厚度条件下满足不同压力状况的试验要求。每次试验时有机玻璃板可重新置换，达到重复使用的目的，且有机玻璃板便于数字照相，直接采集洞室周围土体的变形等信息。
权利要求
1.一种岩土工程物理模型试验用侧盖板，包括盖板主框架(1)、有机玻璃板( 和支撑架G)，有机玻璃板(5)和支撑架⑷均安装在盖板主框架⑴上，支撑架⑷的内侧与有机玻璃板(5)的外侧相接触，其特征在于，还包括一端可旋转连接于所述盖板主框架上的加劲肋0)，加劲肋⑵与有机玻璃板(5)的外侧贴合，并所述有机玻璃板(5)上设有开挖孔⑵。
2.根据权利要求1所述的侧盖板，其特征在于，所述加劲肋(2)为四个，分别设在所述盖板主框架(1)的四个内角处。
3.根据权利要求1所述的侧盖板，其特征在于，所述开挖孔处设有孔盖板(a、b)。
4.根据权利要求1所述的侧盖板，其特征在于，所述盖板主框架四周设有多个位置调节螺栓⑶。
全文摘要
本发明岩土工程物理模型试验用侧盖板，包括盖板主框架、有机玻璃板和支撑架，有机玻璃板和支撑架均安装在盖板主框架上，支撑架的内侧与有机玻璃板的外侧相接触，还包括一端可旋转连接于盖板主框架上的加劲肋，加劲肋与有机玻璃板的外侧贴合，并有机玻璃板上设有开挖孔。本发明的岩土工程物理模型试验用侧盖板，可以重复使用，且有机玻璃板便于数字照相，直接采集洞室周围土体的变形等信息。
文档编号G01M99/00GK102175831SQ20101061385
公开日2011年9月7日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者丁文其, 唐正伟, 朱合华, 闫治国 申请人:同济大学