一种适用于透明土模型试验的改进模型槽及其使用方法

1.本发明涉及透明土模型试验技术领域，具体涉及一种适用于透明土模型试验的改进模型槽及其使用方法。


背景技术：

2.为了更好的研究各类地下设施的受力特性，需准确掌握地下设施所在的土体的状况，为知晓土体内部的情况，常用方法是在土体内埋设仪器进行数据监测，只能对土体进行“看不到”的分析，但土体中的传感器所测参数不能直观的提供连续土体内部形态及变化，结果往往不准确。
3.随着科技的发展，越来越多的方法可以用来测量土体内部的连续变形。例如x射线、核磁共振成像技术以及计算机三维层析成像已经应用于模型桩试验用来研究桩基的土体的连续变形及流动。但是高昂的试验设备费用和技术上的难点大大限制了这些技术的广泛应用。
4.人工合成的透明土可有效解决上述问题，使得土体内部变得可视化，通常采用激光对箱体内的透明土样本进行照射形成散斑场，再通过相机对散斑场连续拍摄。但由于常规的箱体会对激光有反射作用，存在透明土模型试验过程中图像采集时激光反射光线的干扰，使成像不够清晰，影响了图像后处理的效果。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种适用于透明土模型试验的改进模型槽及其使用方法，以解决现有技术中存在的问题。
6.为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种适用于透明土模型试验的改进模型槽，包括模型槽本体、帘布夹和帘布。
7.所述模型槽本体为上端开口的矩形槽，模型槽本体包括侧板ⅰ、侧板ⅱ、侧板ⅲ、侧板ⅳ和底板。
8.所述侧板ⅰ、侧板ⅱ、侧板ⅲ和侧板ⅳ沿顺时针依次粘接，侧板ⅰ为观测板，侧板ⅰ和侧板ⅳ均为无色透明亚克力板。
9.所述侧板ⅱ、侧板ⅲ和底板均为黑色不透明亚克力板，侧板ⅲ内壁上刻有白色标记。
10.两块所述帘布采用若干帘布夹固定在侧板ⅳ的外侧，两块帘布之间存在供激光透过的缝隙。
11.试验时，所述模型槽本体内装有透明土，从侧板ⅳ的外侧发射激光，激光透过两块帘布之间的缝隙进行透明土模型试验。
12.进一步，所述侧板ⅱ、侧板ⅲ、侧板ⅳ和底板的厚度均大于侧板ⅰ的厚度。
13.进一步，所述帘布夹采用黑色金属制成，帘布夹的夹口朝下，若干帘布夹在侧板ⅳ上边缘处将侧板ⅳ与帘布夹紧。
14.进一步，所述帘布采用黑色吸光布制成。
15.进一步，所述白色标记为白色的字样标记。
16.根据上述的一种适用于透明土模型试验的改进模型槽的使用方法，包括以下步骤：
17.1)取下所有所述帘布夹和帘布，使用模型槽本体配制透明土，通过观测白色标记评估透明土样的透明效果。
18.2)将两块所述帘布安装到预定位置，使两块帘布之间的缝隙的位置和宽度满足设计要求。
19.3)发射激光，开展相应透明土模型试验。
20.4)试验结束后，拆掉所述帘布和帘布夹，清洗模型槽本体，以供下次试验使用。
21.本发明的技术效果是毋庸置疑的，所述装置主要由高强度的亚克力板和黑色帘布制成，其中亚克力板采用无色透明和黑色不透明两种，黑色不透明亚克力板和黑色帘布有效地减少了透明土模型试验过程中图像采集时激光反射光线的干扰，使成像更加清晰，增强了图像后处理的效果，并可通过调节帘布，使激光照射在土体不同厚度位置。本发明装置可适用于透明土模型试验，对减少激光光线干扰效果好，制作简单，所需成本低，并可重复循环使用。
附图说明
22.图1为本发明所述结构的整体示意图；
23.图2为模型槽本体的示意图；
24.图3为帘布夹的示意图；
25.图4为帘布的示意图。
26.图中：模型槽本体1、侧板ⅰ101、侧板ⅱ102、侧板ⅲ103、白色标记1031、侧板ⅳ104、底板105、帘布夹2和帘布3。
具体实施方式
27.下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
28.实施例1：
29.本实施例公开了一种适用于透明土模型试验的改进模型槽，包括模型槽本体1、帘布夹2和帘布3。
30.参见图2，所述模型槽本体1为上端开口的矩形槽，模型槽本体1包括侧板ⅰ101、侧板ⅱ102、侧板ⅲ103、侧板ⅳ104和底板105。
31.所述侧板ⅰ101、侧板ⅱ102、侧板ⅲ103和侧板ⅳ104沿顺时针依次粘接，侧板ⅰ101为观测板，侧板ⅰ101和侧板ⅳ104均为无色透明亚克力板。
32.所述侧板ⅱ102、侧板ⅲ103和底板105均为黑色不透明亚克力板，侧板ⅲ103内壁上刻有白色标记1031。所述白色标记1031为白色的字样标记，如“transparent soil”字样。
33.所述侧板ⅱ102、侧板ⅲ103、侧板ⅳ104和底板105的厚度均大于侧板ⅰ101的厚度，
侧板ⅱ102、侧板ⅲ103、侧板ⅳ104和底板105的厚度均为10mm，侧板ⅰ101的厚度为5～8mm，用于估测配制完成的透明土的透明度。
34.参见图1，两块所述帘布3采用若干帘布夹2固定在侧板ⅳ104的外侧，两块帘布3之间存在供激光透过的缝隙。
35.参见图3，所述帘布夹2采用黑色金属制成，帘布夹2的夹口朝下，若干帘布夹2在侧板ⅳ104上边缘处将侧板ⅳ104与帘布3夹紧。
36.参见图4，所述帘布3采用黑色吸光布制成。
37.试验时，所述模型槽本体1内装有透明土，从侧板ⅳ104的外侧发射激光，激光透过两块帘布3之间的缝隙进行透明土模型试验。
38.值得说明的是，本实施例所述结构主要由高强度的亚克力板和黑色帘布制成，其中亚克力板采用无色透明和黑色不透明两种，黑色不透明亚克力板和黑色帘布有效地减少了透明土模型试验过程中图像采集时激光反射光线的干扰，使成像更加清晰，增强了图像后处理的效果，并可通过调节帘布，使激光照射在土体不同厚度位置。本发明装置可适用于透明土模型试验，对减少激光光线干扰效果好，制作简单，所需成本低，并可重复循环使用。
39.实施例2：
40.本实施例公开了实施例1所述的一种适用于透明土模型试验的改进模型槽的使用方法，包括以下步骤：
41.1)取下所有所述帘布夹2和帘布3，使用模型槽本体1配制透明土，通过观测白色标记1031评估透明土样的透明效果。
42.2)将两块所述帘布3安装到预定位置，使两块帘布3之间的缝隙的位置和宽度满足设计要求，如需要将缝隙位置调整到透明土样需要观测的截面处，便于后续的激光对透明土样的指定截面进行照射。
43.3)发射激光，开展相应透明土模型试验。
44.4)试验结束后，拆掉所述帘布3和帘布夹2，清洗模型槽本体1，以供下次试验使用。
45.实施例3：
46.本实施例公开了一种适用于透明土模型试验的改进模型槽，包括模型槽本体1、帘布夹2和帘布3。
47.参见图2，所述模型槽本体1为上端开口的矩形槽，模型槽本体1包括侧板ⅰ101、侧板ⅱ102、侧板ⅲ103、侧板ⅳ104和底板105。
48.所述侧板ⅰ101、侧板ⅱ102、侧板ⅲ103和侧板ⅳ104沿顺时针依次粘接，侧板ⅰ101为观测板，侧板ⅰ101和侧板ⅳ104均为无色透明亚克力板。
49.所述侧板ⅱ102、侧板ⅲ103和底板105均为黑色不透明亚克力板，侧板ⅲ103内壁上刻有白色标记1031。
50.参见图1，两块所述帘布3采用若干帘布夹2固定在侧板ⅳ104的外侧，两块帘布3之间存在供激光透过的缝隙。
51.试验时，所述模型槽本体1内装有透明土，从侧板ⅳ104的外侧发射激光，激光透过两块帘布3之间的缝隙进行透明土模型试验。
52.实施例4：
53.本实施例主要结构同实施例3，进一步，所述侧板ⅱ102、侧板ⅲ103、侧板ⅳ104和
底板105的厚度均大于侧板ⅰ101的厚度。
54.实施例5：
55.本实施例主要结构同实施例3，进一步，所述帘布夹2采用黑色金属制成，帘布夹2的夹口朝下，若干帘布夹2在侧板ⅳ104上边缘处将侧板ⅳ104与帘布3夹紧。
56.实施例6：
57.本实施例主要结构同实施例3，进一步，所述帘布3采用黑色吸光布制成。
58.实施例7：
59.本实施例主要结构同实施例3，进一步，所述白色标记1031为白色的字样标记。