一种粗粒土动力湿化试验装置的制作方法

本发明属于地质工程，尤其涉及一种粗粒土动力湿化试验装置。

背景技术：

1、粗粒土具有孔隙率大、透水性强、抗压强度高、压实密度大等特性，是高速路和堤边工程的常见材料；但在长期的车辆动力载荷及雨水冲刷的作用下，运营期的粗粒土填料常会发生流变现象，导致工程建设服役性能逐步降低，引发一系列道路塌陷，严重威胁到行车安全，因此，对于粗粒土的动力湿化效应的研究对道路工程有着不可忽视的作用。

2、现有的粗粒土动力湿化试验装置主要是通过顶端的加压来模拟外力施加，通过喷淋模拟降雨模拟粗粒土的湿化；如专利号cn202011620525.7的中国专利公开了一种用于土体动力湿化研究的试验装置及试验方法，包括动力系统，传力系统和加载系统；动力系统包括多个可调节的旋杆，旋杆的旋转面与横梁共面，且旋转过程中滚轮能够与传力系统的横梁的底部接触通过横梁带动加载板对土样施加外力；该技术能够模拟不同车辆动力荷载加载和水体入渗湿化条件下各类土体的累积变形，通过对旋杆长度及夹角的组合，灵活调整在某一加载频率下的加载间隔，提高了试验的准确性和普适性，土体经过动荷载作用后受力情况明确。但是该方案采用的是规律化的震动来模拟外力，同时没有结合降雨的模拟来模拟真实的环境，因此获得的模拟数据真实度差，对粗粒土动力湿化过程的参考不足，无法对施工提供可靠的技术支持，影响工程的安全性和使用寿命。

3、因此，本申请设计了一种粗粒土动力湿化试验装置来解决上述的技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种粗粒土动力湿化试验装置。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种粗粒土动力湿化试验装置，包括用于盛装模拟试样的试验箱，所述试验箱内设置有与所述模拟试样对应设置的试验组件，所述试验组件与所述模拟试样活动接触；所述试验箱外设置有可升降的支撑架，所述支撑架的两侧分别设置有与所述试验箱对应设置的施压组件和降水组件，所述施压组件与所述模拟试样的顶面接触设置；

3、所述施压组件包括设置在所述支撑架上的压板，所述压板可升降设置在所述试验箱内并向所述模拟试样施压；

4、所述压板包括与所述支撑架固定的固定板，所述固定板的两端分别活动连接有若干翻折板，相邻的所述翻折板以及所述翻折板与所述固定板之间设置有调节组件。

5、优选的，所述调节组件包括纵向设置在所述固定板侧壁的调节槽，所述调节槽内滑动连接有调节块，所述调节块伸出所述固定板并固接有调节球；所述调节球与相邻的所述翻折板的侧壁的接触槽滑动接触。

6、优选的，所述固定板内设置有驱动槽，所述驱动槽内转动连接有若干驱动轮，若干所述驱动轮之间通过传动链传动连接；所述驱动轮的底端固接有驱动螺杆，所述驱动螺杆伸入所述调节槽内并与所述调节块传动连接。

7、优选的，所述驱动槽的侧壁开设有让位槽，所述让位槽内滑动连接有压紧块，所述压紧块与所述让位槽之间固接有压紧弹簧；所述压紧块伸出所述让位槽并设置有与所述驱动轮对应设置的压紧轮，所述传动链设置在所述驱动轮和所述压紧轮之间。

8、优选的，所述降水组件包括设置在所述支撑架远离所述固定板一侧的布水架，所述布水架与所述试验箱对应设置并伸入所述试验箱，所述布水架远离所述支撑架的一侧均布有若干角度可调的布水喷头，所述布水喷头朝向所述试验组件。

9、优选的，所述模拟试样包括设置在所述试验箱内的粗粒土层，所述粗粒土层的顶端形状与调节后的所述固定板和翻折板对应设置；所述粗粒的顶端设置有路面层，所述试验组件与所述路面层的顶端对应设置。

10、优选的，所述粗粒土层内设置有若干集水管，所述集水管上开设有若干集水孔；所述集水管外包覆有空隙小于所述粗粒土层粒径的过滤网；若干所述集水管通过排水管连通并伸出所述试验箱。

11、优选的，所述试验组件的包括行走在所述路面层的小车，所述小车上设置有用于调节压力的压力块，所述压力块与所述小车之间设置有传力弹簧；所述压力块的侧壁设置有控制件，所述控制件往复滑动在所述试验箱内壁。

12、优选的，所述小车的顶端设置有永磁体，所述压力块的底端设置有与所述永磁体对应设置的电磁铁，所述传力弹簧套设在所述永磁体与所述电磁铁外。

13、优选的，所述控制件包括开设在所述试验箱侧壁的导向槽，所述导向槽呈曲折连续设置；所述导向槽内滑动设置有导向块，所述导向块伸出所述导向槽并用过控制杆与所述压力块的侧壁固接。

14、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：本发明公开了一种粗粒土动力湿化试验装置，模拟试样设置在试验箱内，通过试验组件模拟真实的使用环境，对模拟试样进行不规则性施压；而支撑架上的施压组件和降水组件交替使用，施压组件用于对模拟试样设置不同的顶面形状和夯实压力，提高模拟的适用性；降水组件则模拟降雨环境，实现模拟试样的动力湿化模拟，可结合试验组件模拟真实的地基环境，结合试验组件更真实的模拟环境；施压组件通过可调节的压板对模拟试样进行施压，可实现不同状态的地基环境的模拟；支撑架作为固定板的支撑结构，通过调节组件可调节固定板的形状，进而调节模拟试样的顶端形状，模拟真实的地基，进而提高模拟的真实度，为研究粗粒土动力湿化过程提供更真实详实的数据。

15、本发明可制备不同状态的模拟试样，同时实现不规律的施压和降水的耦合设置，提高了装置模拟的真实度，为粗粒土动力湿化的研究提供更加真实可靠的数据支撑，有利于提高工程的安全性，延长使用寿命。

技术特征：

1.一种粗粒土动力湿化试验装置，其特征在于：包括用于盛装模拟试样(1)的试验箱(2)，所述试验箱(2)内设置有与所述模拟试样(1)对应设置的试验组件，所述试验组件与所述模拟试样(1)活动接触；所述试验箱(2)外设置有可升降的支撑架(3)，所述支撑架(3)的两侧分别设置有与所述试验箱(2)对应设置的施压组件和降水组件，所述施压组件与所述模拟试样(1)的顶面接触设置；

2.根据权利要求1所述的粗粒土动力湿化试验装置，其特征在于：所述调节组件包括纵向设置在所述固定板(5)侧壁的调节槽(7)，所述调节槽(7)内滑动连接有调节块(8)，所述调节块(8)伸出所述固定板(5)并固接有调节球(9)；所述调节球(9)与相邻的所述翻折板(6)的侧壁的接触槽(10)滑动接触。

3.根据权利要求2所述的粗粒土动力湿化试验装置，其特征在于：所述固定板(5)内设置有驱动槽(11)，所述驱动槽(11)内转动连接有若干驱动轮(12)，若干所述驱动轮(12)之间通过传动链(13)传动连接；所述驱动轮(12)的底端固接有驱动螺杆(14)，所述驱动螺杆(14)伸入所述调节槽(7)内并与所述调节块(8)传动连接。

4.根据权利要求3所述的粗粒土动力湿化试验装置，其特征在于：所述驱动槽(11)的侧壁开设有让位槽(15)，所述让位槽(15)内滑动连接有压紧块(16)，所述压紧块(16)与所述让位槽(15)之间固接有压紧弹簧(17)；所述压紧块(16)伸出所述让位槽(15)并设置有与所述驱动轮(12)对应设置的压紧轮(18)，所述传动链(13)设置在所述驱动轮(12)和所述压紧轮(18)之间。

5.根据权利要求1所述的粗粒土动力湿化试验装置，其特征在于：所述降水组件包括设置在所述支撑架(3)远离所述固定板(5)一侧的布水架(20)，所述布水架(20)与所述试验箱(2)对应设置并伸入所述试验箱(2)，所述布水架(20)远离所述支撑架(3)的一侧均布有若干角度可调的布水喷头(21)，所述布水喷头(21)朝向所述试验组件。

6.根据权利要求1所述的粗粒土动力湿化试验装置，其特征在于：所述模拟试样(1)包括设置在所述试验箱(2)内的粗粒土层(23)，所述粗粒土层(23)的顶端形状与调节后的所述固定板(5)和翻折板(6)对应设置；所述粗粒的顶端设置有路面层(24)，所述试验组件与所述路面层(24)的顶端对应设置。

7.根据权利要求6所述的粗粒土动力湿化试验装置，其特征在于：所述粗粒土层(23)内设置有若干集水管(25)，所述集水管(25)上开设有若干集水孔(26)；所述集水管(25)外包覆有空隙小于所述粗粒土层(23)粒径的过滤网(27)；若干所述集水管(25)通过排水管(28)连通并伸出所述试验箱(2)。

8.根据权利要求6所述的粗粒土动力湿化试验装置，其特征在于：所述试验组件的包括行走在所述路面层(24)的小车(29)，所述小车(29)上设置有用于调节压力的压力块(30)，所述压力块(30)与所述小车(29)之间设置有传力弹簧(31)；所述压力块(30)的侧壁设置有控制件，所述控制件往复滑动在所述试验箱(2)内壁。

9.根据权利要求8所述的粗粒土动力湿化试验装置，其特征在于：所述小车(29)的顶端设置有永磁体(33)，所述压力块(30)的底端设置有与所述永磁体(33)对应设置的电磁铁(34)，所述传力弹簧(31)套设在所述永磁体(33)与所述电磁铁(34)外。

10.根据权利要求8所述的粗粒土动力湿化试验装置，其特征在于：所述控制件包括开设在所述试验箱(2)侧壁的导向槽(35)，所述导向槽(35)呈曲折连续设置；所述导向槽(35)内滑动设置有导向块(36)，所述导向块(36)伸出所述导向槽(35)并用过控制杆(56)与所述压力块(30)的侧壁固接。

技术总结本发明属于地质工程技术领域，公开了一种粗粒土动力湿化试验装置，包括用于盛装模拟试样的试验箱，试验箱内设置有与模拟试样对应设置的试验组件；试验箱外设置有支撑架，支撑架上设置有施压组件和降水组件；施压组件包括设置在支撑架上的压板，压板可升降设置在试验箱内并向模拟试样施压；压板包括与支撑架固定的固定板，固定板的两端分别活动连接有若干翻折板，相邻的翻折板以及翻折板与固定板之间设置有调节组件。本发明可制备不同状态的模拟试样，同时实现不规律的施压和降水的耦合设置，提高了装置模拟的真实度，为粗粒土动力湿化的研究提供更加真实可靠的数据支撑，有利于提高工程的安全性，延长使用寿命。技术研发人员：方怡,彭艳菊,吕悦军,张力方受保护的技术使用者：应急管理部国家自然灾害防治研究院技术研发日：技术公布日：2024/8/16