本發(fā)明涉及土工試驗(yàn)，尤其涉及一種弧形滑軌的多功能透明土試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
1、透明土技術(shù)通過透明材料模擬真實(shí)土體，結(jié)合激光散斑或圖像分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)土體內(nèi)部位移場的可視化觀測。傳統(tǒng)傳感器如土壓力盒或應(yīng)變片僅能獲取離散點(diǎn)數(shù)據(jù)，但透明土結(jié)合光學(xué)技術(shù)可捕獲全場連續(xù)變形，且不干擾土體結(jié)構(gòu)。
2、透明土樁基試驗(yàn)中，為了避免樁身反射激光導(dǎo)致樁身周圍的散斑場效果不佳，通常會(huì)將樁身噴漆涂黑。黑色樁身可以大幅度減少表面反光，但同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致樁身不透明，激光不能透過。因而在單樁水平受荷時(shí)，常規(guī)的單激光只能拍攝一側(cè)散斑場情況，雖然可以在另一側(cè)增加一處激光，但對于群樁以及傾斜群樁，群樁下穿隧道或者管道等情況，難以完整對待觀測面散斑場捕捉。對于傾斜群樁、隧道開挖試驗(yàn)，群樁下穿隧道等復(fù)雜工況，目前透明土試驗(yàn)裝置也難以滿足對于傾斜群樁內(nèi)部，雙隧道，斜向隧道等有較多單激光或單角度激光難以觀察的位置。
3、因此有必要研發(fā)一種多功能透明土試驗(yàn)裝置，大幅度減少常規(guī)激光照射法的較多死角，適用于常規(guī)的單樁、群樁、傾斜群樁承載特性試驗(yàn)，同時(shí)還能滿足樁基貫入過程，豎向或水平加載承載力研究，隧道開挖擾動(dòng)變形，邊坡破壞變形等各類工況，做到全覆蓋多維度觀察目標(biāo)位移場。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，而提出的一種弧形滑軌的多功能透明土試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：
3、一種弧形滑軌的多功能透明土試驗(yàn)裝置，包括弧形滑軌支座，所述弧形滑軌支座的上下兩端面均設(shè)置有橫向滑軌，所述橫向滑軌上滑動(dòng)連接有滑軌支架，上層滑軌支架上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第一弧形滑軌；下層滑軌支架上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第二弧形滑軌；
4、所述第一弧形滑軌上阻尼滑動(dòng)連接有側(cè)面相機(jī)、水平面相機(jī)、正面頂部激光、正面底部激光和水平激光；
5、所述第二弧形滑軌上阻尼滑動(dòng)連接有正面相機(jī)和側(cè)面激光。
6、進(jìn)一步的，所述滑軌支架上固定連接有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有固定托盤，上層的固定托盤與第一弧形滑軌底部的下端面固定連接，下層的固定托盤與第二弧形滑軌底部的上端面固定連接。
7、進(jìn)一步的，所述水平面相機(jī)設(shè)置于第一弧形滑軌的底部上方，所述正面底部激光設(shè)置于水平面相機(jī)的一側(cè)，并鄰近水平面相機(jī)；
8、所述正面頂部激光為兩組，分別鄰近第一弧形滑軌的兩個(gè)端部；
9、所述側(cè)面相機(jī)和水平激光位于水平面相機(jī)和正面頂部激光之間，并相互遠(yuǎn)離，所述。
10、進(jìn)一步的，所述、正面頂部激光、正面底部激光、水平激光、側(cè)面激光、正面相機(jī)、水平面相機(jī)和側(cè)面相機(jī)上均設(shè)置有滑動(dòng)組件；
11、所述滑動(dòng)組件包括滑塊和夾具，所述滑塊滑動(dòng)連接于第一弧形滑軌或第二弧形滑軌的滑塊凹槽內(nèi)，所述滑塊通過滑塊轉(zhuǎn)軸與夾具轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述夾具用于固定激光或相機(jī)，所述夾具上設(shè)置有水準(zhǔn)盤泡。
12、進(jìn)一步的，所述弧形滑軌中還設(shè)置有多個(gè)待觀測水平面散斑場位置的激光；多個(gè)激光均與底部水平面相機(jī)相配合。
13、進(jìn)一步的，還包括模型箱支架，所述模型箱支架的承載平臺(tái)位于弧形滑軌支座的上方，所述承載平臺(tái)為透明結(jié)構(gòu)，用于承載模型箱。
14、一種弧形滑軌的多功能透明土試驗(yàn)方法利用上述的弧形滑軌的多功能透明土試驗(yàn)裝置，并包含以下步驟：
15、s1：架設(shè)試驗(yàn)裝置、模型箱支架；
16、s2：制備透明土，并導(dǎo)入模型箱中；
17、s3：將試樣模型縱向加載入模型箱內(nèi)；
18、s4：打開正面頂部激光和正面底部激光以及正面相機(jī)，對正面縱向散斑場捕捉：推動(dòng)第一弧形滑軌的橫向滑軌，對第一弧形滑軌前后滑動(dòng)，切換到各既定位置對其他待觀測的剖面進(jìn)行正面縱向散斑場捕捉；完成正面縱向散斑場捕捉，關(guān)閉正面頂部激光和正面底部激光以及正面相機(jī)；
19、s5：打開側(cè)面激光和側(cè)面相機(jī)，對模型進(jìn)行側(cè)面縱向散斑場捕捉：推動(dòng)第二弧形滑軌的橫向滑軌，對第二弧形滑軌左右滑動(dòng)，切換到既定位置對其他待觀測的剖面進(jìn)行側(cè)面縱向散斑場捕捉；
20、s6：完成側(cè)面縱向散斑場捕捉，關(guān)閉側(cè)面激光和側(cè)面相機(jī)：打開水平激光和水平面相機(jī)，單次拍攝只開啟一個(gè)水平激光，使用水平面相機(jī)對多個(gè)不同模型箱深度的水平散斑場進(jìn)行捕捉；完成所有水平散斑場捕捉，關(guān)閉水平激光和水平面相機(jī)；
21、s7：繼續(xù)加載模型，每次對不同深度狀態(tài)進(jìn)行檢測，并重復(fù)步驟s4至s6的操作；
22、s8：加載模型至最終目標(biāo)深度，停止縱向加載；
23、s9：對加載至最終目標(biāo)深度的試樣模型，進(jìn)行間隔的水平加載，并重復(fù)步驟s4至s6的操作；
24、s10：直至的水平力對試樣模型造成破壞后，結(jié)束試驗(yàn)。
25、有益效果
26、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：
27、1、結(jié)構(gòu)緊湊，裝置整合了多個(gè)激光和相機(jī)于一體，試驗(yàn)操作方便快捷。
28、2、裝置設(shè)置了上下兩個(gè)弧形滑軌，使滑軌上的激光和相機(jī)可以在縱向剖面任意滑動(dòng)，移動(dòng)范圍大。
29、3、設(shè)置了橫向滑軌和轉(zhuǎn)軸，使兩個(gè)弧形滑軌可以在水平面適應(yīng)試驗(yàn)需要自由滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，可捕捉多個(gè)縱向激光面形成的散斑場。
30、4、通過導(dǎo)軌設(shè)置多激光多相機(jī)，可形成多角度多個(gè)水平面方向的散斑場。
31、5、裝置不僅適用于常規(guī)的單樁、群樁、傾斜群樁承載特性試驗(yàn)，同時(shí)還能滿足樁基貫入過程，豎向或水平加載承載力研究，隧道開挖擾動(dòng)變形，邊坡破壞變形等各類工況，做到全覆蓋多維度觀察目標(biāo)位移場。
1.一種弧形滑軌的多功能透明土試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括弧形滑軌支座，所述弧形滑軌支座的上下兩端面均設(shè)置有橫向滑軌，所述橫向滑軌上滑動(dòng)連接有滑軌支架，上層滑軌支架上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第一弧形滑軌；下層滑軌支架上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第二弧形滑軌；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種弧形滑軌的多功能透明土試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述滑軌支架上固定連接有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有固定托盤，上層的固定托盤與第一弧形滑軌底部的下端面固定連接，下層的固定托盤與第二弧形滑軌底部的上端面固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種弧形滑軌的多功能透明土試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述水平面相機(jī)設(shè)置于第一弧形滑軌的底部上方，所述正面底部激光設(shè)置于水平面相機(jī)的一側(cè)，并鄰近水平面相機(jī)；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種弧形滑軌的多功能透明土試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述正面頂部激光、正面底部激光、水平激光、側(cè)面激光、正面相機(jī)、水平面相機(jī)和側(cè)面相機(jī)上均設(shè)置有滑動(dòng)組件；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種弧形滑軌的多功能透明土試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述弧形滑軌中還設(shè)置有多個(gè)待觀測水平面散斑場位置的激光；多個(gè)激光均與底部水平面相機(jī)相配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種弧形滑軌的多功能透明土試驗(yàn)裝置，其特征在于，還包括模型箱支架，所述模型箱支架的承載平臺(tái)位于弧形滑軌支座的上方，所述承載平臺(tái)為透明結(jié)構(gòu)，用于承載模型箱。
7.一種弧形滑軌的多功能透明土試驗(yàn)方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的弧形滑軌的多功能透明土試驗(yàn)裝置，并包含以下步驟：