本發(fā)明涉及一種參數(shù)可控式滑坡蠕變?cè)囼?yàn)土樣制作裝置，該裝置所制作的土樣可用于滑坡蠕變?cè)囼?yàn)，隸屬于巖土工程、滑坡測(cè)量領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

我國(guó)是滑坡災(zāi)害多發(fā)的國(guó)家?；聻?zāi)害常常造成人員傷亡、道路掩埋、房屋損毀等破壞性災(zāi)難，嚴(yán)重威脅著國(guó)家和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此，對(duì)滑坡進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)是解決問(wèn)題的關(guān)鍵?；挛锢砟Ｐ图叭渥?cè)囼?yàn)是對(duì)滑坡進(jìn)行預(yù)測(cè)研究的重要手段，而物理模型中所制作的土樣的性能指標(biāo)必須與滑坡現(xiàn)場(chǎng)保持一致，否則將導(dǎo)致物理模型試驗(yàn)失敗。因此在土樣制作過(guò)程中，土樣的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)均需嚴(yán)格控制。因此急需一套能夠在土樣制作過(guò)程精確控制壓力、溫度及含水量的儀器裝備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明提供了一種能夠?qū)ν翗又谱鬟^(guò)程中的壓力、溫度及含水量指標(biāo)進(jìn)行精確控制的參數(shù)可控式滑坡蠕變?cè)囼?yàn)土樣制作裝置，該裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)所制作出的土樣的參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行精確控制。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種參數(shù)可控式滑坡蠕變?cè)囼?yàn)土樣制作裝置，包括直線電機(jī)A、壓力傳感器、連接軸、溫度傳感器、電熱帶、直線電機(jī)B、底板、支撐柱、底蓋、內(nèi)膽、濕度傳感器、外殼、頂蓋、支架、水噴頭和彎管；

所述支架由隔板分割為上下兩層，所述直線電機(jī)A固定在支架內(nèi)的頂部，直線電機(jī)A的推桿與壓力傳感器的上端相連接，壓力傳感器的下端與連接軸的上端相連接，連接軸的下端與頂蓋連接；所述內(nèi)膽的底部沿外圓周方向延伸形成一底座并固定在隔板上；所述底座上沿圓周方向設(shè)有圓形凹槽，所述外殼設(shè)置在內(nèi)膽的外側(cè)，外殼的頂部與內(nèi)膽的頂部外圓連接，外殼的底部嵌入底座的圓形凹槽內(nèi)；所述頂蓋為一盤狀結(jié)構(gòu)，頂蓋的邊緣與內(nèi)膽的內(nèi)壁滑動(dòng)配合，所述內(nèi)膽上開(kāi)有多個(gè)螺紋孔，所述溫度傳感器、濕度傳感器和水噴頭均通過(guò)螺紋與內(nèi)膽上的螺紋孔相連接；所述水噴頭的外端部連接一彎管；所述內(nèi)膽上設(shè)有螺旋形凹槽，所述電熱帶纏繞在內(nèi)膽的螺旋形凹槽內(nèi)；

所述隔板上設(shè)置與內(nèi)膽的內(nèi)孔對(duì)應(yīng)且直徑大于或者等于內(nèi)膽內(nèi)徑的圓；所述直線電機(jī)B固定在隔板的下方，直線電機(jī)B的推桿與底板連接，所述支撐柱的下端與底板連接，所述支撐柱的頂端與底蓋的底部連接，所述底蓋與內(nèi)膽的內(nèi)壁滑動(dòng)配合。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述直線電機(jī)B為4個(gè)，沿支架的下層四角均勻分布。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述支撐柱為4個(gè)，以底蓋的軸線為圓心均勻分布在支架的下層。

作為本發(fā)明的又一種優(yōu)選方案，所述內(nèi)膽上設(shè)置的螺紋凹槽為5圈。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)方案，所述溫度傳感器為1個(gè)，安裝于內(nèi)膽上部的螺紋孔內(nèi)。

作為本發(fā)明的另一種改進(jìn)方案，所述濕度傳感器為4個(gè)，呈兩列均勻分布于內(nèi)膽兩側(cè)，且其中兩個(gè)濕度傳感器與溫度傳感器在同一列上。

作為本發(fā)明的又一種改進(jìn)方案，所述水噴頭和彎管均為4個(gè)，呈兩列均勻分布于內(nèi)膽的兩側(cè)，且與濕度傳感器成90°夾角。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，該參數(shù)可控式滑坡蠕變?cè)囼?yàn)土樣制作裝置還包括控制器，所述壓力傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器均與控制器連接，所述控制器控制直線電機(jī)A、直線電機(jī)B、電熱帶以及與彎管連接的水管。

本發(fā)明的技術(shù)效果是：內(nèi)膽內(nèi)裝滿土樣，通過(guò)直線電機(jī)A產(chǎn)生推力推動(dòng)頂蓋壓縮土樣，且通過(guò)實(shí)施采集壓力傳感器的輸出數(shù)據(jù)并根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)對(duì)直線電機(jī)A的推動(dòng)力進(jìn)行控制，從而達(dá)到精確控制推力的目的。通過(guò)纏繞于內(nèi)膽上的電熱帶對(duì)土樣進(jìn)行加熱，且通過(guò)實(shí)施采集溫度傳感器的輸出數(shù)據(jù)并根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)對(duì)加熱帶的功率進(jìn)行控制，從而達(dá)到精確控制土樣溫度的目的。通過(guò)將水管接入彎管對(duì)土樣注水，且通過(guò)實(shí)施采集濕度傳感器的輸出數(shù)據(jù)并根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)對(duì)注水量進(jìn)行控制，從而達(dá)到精確控制土樣濕度的目的。

附圖說(shuō)明

圖1為一種參數(shù)可控式滑坡蠕變?cè)囼?yàn)土樣制作裝置的主視圖；

圖2為一種參數(shù)可控式滑坡蠕變?cè)囼?yàn)土樣制作裝置的右視圖；

圖3為圖2中A局部的放大示意圖；

圖4為一種參數(shù)可控式滑坡蠕變?cè)囼?yàn)土樣制作裝置拆除底板之后的仰視圖；

圖5為一種參數(shù)可控式滑坡蠕變?cè)囼?yàn)土樣制作裝置中溫度傳感器、濕度傳感器和水噴頭安裝在內(nèi)膽上的結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖6為一種參數(shù)可控式滑坡蠕變?cè)囼?yàn)土樣制作裝置中溫度傳感器、濕度傳感器和水噴頭安裝在內(nèi)膽上的結(jié)構(gòu)示意圖二。

附圖中：1—螺栓A；3—直線電機(jī)A；4—壓力傳感器；5—連接軸；6—溫度傳感器；7—電熱帶；8—螺栓B；10—直線電機(jī)B；11—螺母C；12—螺母D；13—底板；14—螺栓E；15—支撐柱；16—底蓋；17—內(nèi)膽；18—濕度傳感器；19—外殼；20—頂蓋；21—支架；22—水噴頭；23—彎管；24—隔板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。

如圖1、2、3所示，一種參數(shù)可控式滑坡蠕變?cè)囼?yàn)土樣制作裝置包括直線電機(jī)A3、壓力傳感器4、連接軸5、溫度傳感器6、電熱帶7、直線電機(jī)B10、底板13、支撐柱15、底蓋16、內(nèi)膽17、濕度傳感器18、外殼19、頂蓋20、支架21、水噴頭22和彎管23。

支架21為一焊接件，支架21由隔板24分割為上下兩層。支架21的頂部靠近中間位置設(shè)有通孔，螺栓A1穿過(guò)通孔和直線電機(jī)A3上的通孔，并在螺栓A1上旋入螺母A鎖緊，進(jìn)而將直線電機(jī)A3固定在支架21內(nèi)的頂部。直線電機(jī)A3的推桿通過(guò)螺紋配合與壓力傳感器4的上端相連接，壓力傳感器4的下端通過(guò)螺紋配合與連接軸5的上端相連接，連接軸5的下端通過(guò)螺紋旋入頂蓋20中部的螺紋盲孔內(nèi)。內(nèi)膽17的底部沿外圓周方向延伸形成一底座，底座上沿圓周方向設(shè)有圓形凹槽，外殼19設(shè)置在內(nèi)膽17的外側(cè)，外殼19的頂部與內(nèi)膽17的頂部外圓連接，外殼19的底部嵌入底座的圓形凹槽內(nèi)，底座上還設(shè)有螺紋孔，螺栓B8穿過(guò)底座上的螺紋孔和隔板24上的螺紋孔，并在螺栓B8上旋緊螺母B，進(jìn)而將內(nèi)膽17固定在隔板24上。頂蓋20為一盤狀結(jié)構(gòu)，頂蓋20的邊緣與內(nèi)膽17的內(nèi)壁滑動(dòng)配合(即光滑接觸)。內(nèi)膽17上開(kāi)有多個(gè)螺紋孔，溫度傳感器6、濕度傳感器18和水噴頭22均通過(guò)螺紋與內(nèi)膽17上的螺紋孔相連接。水噴頭22的外端部連接一彎管23，在本實(shí)施例中，水噴頭22的外端部設(shè)置有錐螺紋，彎管23通過(guò)錐螺紋與水噴頭22的外端部相連接。內(nèi)膽17上設(shè)有螺旋形凹槽，電熱帶7纏繞在內(nèi)膽17的螺旋形凹槽內(nèi)。

隔板24上設(shè)置與內(nèi)膽17的內(nèi)孔對(duì)應(yīng)且直徑大于或者等于內(nèi)膽17內(nèi)徑的圓。隔板24的底部設(shè)有螺紋盲孔，螺栓E14穿過(guò)直線電機(jī)B的通孔后旋入隔板24底部的螺紋盲孔內(nèi)，進(jìn)而將直線電機(jī)B10固定在隔板24的下方，如圖4所示。直線電機(jī)B10的推桿穿過(guò)底板13上的通孔，并通過(guò)螺母D12進(jìn)行鎖緊，進(jìn)而將直線電機(jī)B10的推桿與底板13連接。支撐柱15的下端穿過(guò)底板13上的通孔，并通過(guò)螺母C11進(jìn)行鎖緊，進(jìn)而將支撐柱15的下端與底板13連接；支撐柱15的頂端通過(guò)螺紋旋入底蓋16上設(shè)置的螺紋盲孔內(nèi)，底蓋16與內(nèi)膽17的內(nèi)壁滑動(dòng)配合(即光滑接觸)。直線電機(jī)B10為4個(gè)，沿支架21的下層四角均勻分布。支撐柱15為4個(gè)，以底蓋16的軸線為圓心均勻分布在支架21的下層。

如圖5、6所示，內(nèi)膽17上設(shè)置的螺紋凹槽為5圈。溫度傳感器6為1個(gè)，安裝于內(nèi)膽17上部的螺紋孔內(nèi)。濕度傳感器18為4個(gè)，呈兩列均勻分布于內(nèi)膽兩側(cè)，且其中兩個(gè)濕度傳感器18與溫度傳感器6在同一列上。水噴頭22和彎管23均為4個(gè)，呈兩列均勻分布于內(nèi)膽17的兩側(cè)，且與濕度傳感器18成90°夾角。

該參數(shù)可控式滑坡蠕變?cè)囼?yàn)土樣制作裝置還包括控制器，壓力傳感器4、溫度傳感器6和濕度傳感器18均與控制器連接，控制器控制直線電機(jī)A3、直線電機(jī)B10、電熱帶7以及與彎管23連接的電磁閥。

內(nèi)膽17內(nèi)裝滿土樣，通過(guò)直線電機(jī)A3產(chǎn)生推力推動(dòng)頂蓋20壓縮土樣，且通過(guò)實(shí)施采集壓力傳感器4的輸出數(shù)據(jù)并根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)對(duì)直線電機(jī)A3的推動(dòng)力進(jìn)行控制，從而達(dá)到精確控制推力的目的。通過(guò)纏繞于內(nèi)膽17上的電熱帶7對(duì)土樣進(jìn)行加熱，且通過(guò)實(shí)施采集溫度傳感器6的輸出數(shù)據(jù)并根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)對(duì)加熱帶7的功率進(jìn)行控制，從而達(dá)到精確控制土樣溫度的目的。通過(guò)將水管接入彎管23對(duì)土樣注水，且通過(guò)實(shí)施采集濕度傳感器18的輸出數(shù)據(jù)并根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)對(duì)注水量進(jìn)行控制，從而達(dá)到精確控制土樣濕度的目的。

一種參數(shù)可控式滑坡蠕變?cè)囼?yàn)土樣制作裝置在使用時(shí)，先通過(guò)直線電機(jī)A3將頂蓋20升起，形成開(kāi)口。此時(shí)在內(nèi)膽17及底蓋16之間形成腔體，將所需土樣通過(guò)開(kāi)口放入腔體內(nèi)，隨后啟動(dòng)直線電機(jī)A3將頂蓋20緩慢下放，通過(guò)精度控制壓力、溫度及含水量可形成最終的土樣。土樣制作完成后，通過(guò)直線電機(jī)B10帶動(dòng)底板13向下運(yùn)動(dòng)，從而使得底蓋16與內(nèi)膽17脫離，此時(shí)再次啟動(dòng)直線電機(jī)A3將頂蓋20緩慢向下施加壓力，此時(shí)腔體內(nèi)的土樣便會(huì)從腔體下方脫出。

最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。