本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及rt及rtt模式下的土压力模型测量仪器及其测量方法及其测量方法。
背景技术：
cn109680733a公开了一种基坑刚性挡墙变位诱发坑外地表土体沉降的模型试验装置及操作方法，该装置主要组成包括：装土箱，用于装填地基土；刚性挡墙，用于模拟基坑挡墙的变位；动力系统，为模拟不同试验工况；量测系统，用于刚性挡墙水平位移和土体沉降量的量测。较于现有技术，本发明装置结构简单，方法操作便捷；能够模拟多种试验工况，利用简单的挡墙不同变位模式下的室内模型试验，边界条件及影响因素明确，可有效地揭示坑外地表土体的沉降规律。其可以实现挡墙平移(t模式)、绕墙趾转动(rb模式)和绕墙顶转动(rt模式)等3种基本位移模式。
现有技术中，如前述提及的cn109680733a均可以实现挡墙平移(t模式)、绕墙趾转动(rb模式)和绕墙顶转动(rt模式)等3种基本位移模式，然而，但是对于rtt模式下的变位则无法实现。
因此，有必要研究一种能够进行rt、rtt、t模式下的试验机。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种rt及rtt模式下的土压力模型测量仪器及其测量方法，其能够模拟测量rt、rtt条件下的刚性挡土结构的主动土压力-位移发展规律。
本申请的方案如下：
一种rt及rtt模式下的土压力模型测量仪器，包括：模型箱；
其中，模型箱包括：2个平行的支撑侧向板、以及2个平行的可视化侧向板、底板；
在模型箱的内部设置有：受荷模拟板、填土基础板、受荷模拟板倾斜调节系统、填土基础板调节系统；
所述受荷模拟板与模型箱的支撑侧向板相互平行，在受荷模拟板与第一支撑侧向板之间设置有受荷模拟板倾斜调节系统；
所述受荷模拟板倾斜调节系统至少包括2组平行设置的伸缩杆：上部组伸缩杆、下部组伸缩杆；
上部组伸缩杆、下部组伸缩杆分别与受荷模拟板的顶端与底端分别铰接；
在模型箱的底板上表面设置有固定座，在固定座的上部设置有弧形移动座，弧形移动座能够沿着固定座的顶端移动；在弧形移动座的底端设置有t型插座，在固定座的顶端设置有倒t型滑动凹槽；所述t型插座插入到所述倒t型滑动凹槽；
还包括有：弧形移动座移动伸缩杆，弧形移动座移动伸缩杆分别与支撑侧向板以及弧形移动座铰接；
在弧形移动座的顶端设置有滑动槽，受荷模拟板的底部设置与若干滚动体，滑动槽的形状为圆弧形；
土体填筑在：受荷模拟板、第二支撑侧向板、填土基础板、2个平行的可视化侧向板之间。
进一步，填土基础板的一端与固定座铰接在一起；填土基础板调节系统包括：填土基础板伸缩杆，填土基础板的另一端与固定座铰接在一起，填土基础板伸缩杆设置在填土基础板与模型箱的底板之间，通过调节填土基础板伸缩杆的高度，从而能够调节填土基础板的倾斜角度。
进一步，在受荷模拟板面向土体的一侧沿着其高度设置若干应力计，以便测量土体的压力。
进一步，上部组伸缩杆与支撑侧向板采用固接的方式，上部组伸缩杆一直处于水平状态。
进一步，在支撑侧向板固定设置有水平套筒，上部组伸缩杆插入到前述水平套筒中，保持上部组伸缩杆一直处于水平状态。
一种rt及rtt模式下的土压力模型测量仪器的工作方法：
首先，调节基础填土板的倾斜程度：通过填土基础板调节系统，将基础填土板的倾斜角度调为预设值；
其次，在基础填土板、受荷模拟板、支撑侧向板之间一层层铺设填土；
再次，根据不同位移模式进行控制：
在模拟rt模式时，收缩下部组伸缩杆的长度，使得受荷模拟板转动，即可实现rt模式下的主动土压力；
在模拟rtt模式时，收缩上部组伸缩杆、下部组伸缩杆、弧形移动座移动伸缩杆，从而实现受荷模拟板转动 平移，即可实现rtt模式下的主动土压力；
在模拟t模式时，收缩上部组伸缩杆、下部组伸缩杆、弧形移动座移动伸缩杆，三者的收缩速率与长度相等即可实现t模式下的主动土压力；
最后，得到预设倾斜角度下，预设模式下的挡土墙土压力分布规律(即非极限土压力-位移大小分布规律)。
本发明的优点在于：
第一，挡土墙绕墙顶转动下的土压力测试仪器，在研制时，存在以下几个难题:
1)绕墙顶转动时，若限定墙顶的高度不变，则底部转动时，会发生土体的泄露，造成试验结果失真；
2)实际工程中往往是rtt模式，即绕墙顶模式与平移模式结合在一起，因此，试验机需要能实现rt模式以及rtt模式；
对于第一点，本申请通过弧形移动座来解决能够，即弧形移动座来挡土土体，不至于土体发生大范围的泄露；
对于第二点，本申请是通过弧形移动座在固定座上移动来实现的。
第二，本申请只需要控制上部组伸缩杆、下部组伸缩杆、弧形移动座移动伸缩杆，即能够同时实现：t模式、rt模式、rtt模式下挡土墙土压力，即成为一种通用型的挡土墙土压力，具体而言，在模拟rt模式时，收缩下部组伸缩杆的长度，使得受荷模拟板转动，即可实现rt模式下的主动土压力；在模拟rtt模式时，收缩上部组伸缩杆、下部组伸缩杆、弧形移动座移动伸缩杆，从而实现受荷模拟板转动 平移，即可实现rtt模式下的主动土压力；在模拟t模式时，收缩上部组伸缩杆、下部组伸缩杆、弧形移动座移动伸缩杆，三者的收缩速率与长度相等即可实现t模式下的主动土压力。
第三，现有技术中均未考虑过填土倾斜角度对于土拱效应的影响，本申请通过：填土基础板调节系统6、填土基础板的设计来调节填土基础的倾斜角度，从而来模拟不同填土基础倾斜角度下-不同模式耦合下的土压力分布规律。
附图说明
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
图1是背景技术所研究的问题。
图2是实施例一的结构设计图。
图3是实施例一在rt模式下、填土基础板倾斜时的示意图之一。
图4是实施例一在rt模式下、填土基础板倾斜时的示意图之二。
图5是实施例一的弧形移动座-固定座-受荷模拟板的设计示意图。
图6是实施例二的结构设计图。
具体实施方式
挡土墙绕墙顶转动下的土压力测试仪器，在研制时，存在以下几个难题:
1)绕墙顶转动时，若限定墙顶的高度不变，则底部转动时，会发生土体的泄露，造成试验结果失真；
2)实际工程中往往是rtt模式，即绕墙顶模式与平移模式结合在一起，因此，试验机需要能实现rt模式以及rtt模式。
实施例一，rt及rtt模式下的土压力模型测量仪器，包括：模型箱，模型箱包括：2个平行的支撑侧向板、以及2个平行的可视化侧向板；
在模型箱的内部设置有：受荷模拟板1、填土基础板4、受荷模拟板倾斜调节系统5、填土基础板调节系统6；
所述受荷模拟板1与模型箱的支撑侧向板相互平行，在受荷模拟板1与第一支撑侧向板之间设置有受荷模拟板倾斜调节系统5，受荷模拟板1与第二支撑侧向板之间填充土体；
所述受荷模拟板倾斜调节系统5至少包括2组平行设置的伸缩杆：上部组伸缩杆5-1、下部组伸缩杆5-2；
上部组伸缩杆5-1、下部组伸缩杆5-2分别与受荷模拟板1的顶端与底端分别铰接；
在箱体的底板上侧设置有固定座2，在固定座的上部设置有弧形移动座7，弧形移动座能够沿着固定座2的顶端移动；在弧形移动座的底端设置有t型插座，在固定座2的顶端设置有倒t型滑动凹槽；所述t型插座插入到所述倒t型滑动凹槽；
还包括有：弧形移动座移动伸缩杆8，弧形移动座移动伸缩杆8分别与支撑侧向板以及弧形移动座铰接；
在弧形移动座7的顶端设置有滑动槽7-1，受荷模拟板1的底部设置与若干滚动体1-1，滑动槽7-1的形状为圆弧形(以上部组伸缩杆5-1与受荷模拟板1的铰接点为圆心)；
填土基础板4与一端与固定座2铰接在一起；
填土基础板调节系统6包括：填土基础板伸缩杆6-1，填土基础板4与一端与固定座2铰接在一起，填土基础板伸缩杆6-1设置在填土基础板4与模型箱的底板之间(均为铰接)，通过调节填土基础板伸缩杆6-1的高度，从而能够调节填土基础板4的倾斜角度；
rt及rtt模式下的土压力模型测量仪器在工作时，
首先，调节基础填土板4的倾斜程度：通过填土基础板调节系统6，将基础填土板4的倾斜角度调为预设值；
其次，在基础填土板4、受荷模拟板1、支撑侧向板一层层铺设填土；
再次，模拟rt模式时，收缩下部组伸缩杆5-2的长度，使得受荷模拟板1转动，即可实现rt模式下的主动土压力；
模拟rtt模式时，收缩上部组伸缩杆5-1、下部组伸缩杆5-2、弧形移动座移动伸缩杆8，从而实现受荷模拟板1转动 平移，即可实现rtt模式下的主动土压力；
模拟t模式时，收缩上部组伸缩杆5-1、下部组伸缩杆5-2、弧形移动座移动伸缩杆8，三者的收缩速率与长度相等即可。
采用本申请的设计能够成功的解决：前面所述的两个问题；同时，其也可以模拟t模式，特别的，模拟不同倾斜的填土基础下(填土基础倾斜时，对应于山区等工程)t模式、rt模式、rtt模式下的土压力大小；
实施例二，上部组伸缩杆5-1与支撑侧向板采用固接的方式，上部组伸缩杆5-1一直处于水平状态(在支撑侧向板固定设置有水平套筒，上部组伸缩杆5-1插入到前述水平套筒中，保持上部组伸缩杆一直处于水平状态)。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。
1.一种rt及rtt模式下的土压力模型测量仪器，其特征在于，包括：模型箱；
其中，模型箱包括：2个平行的支撑侧向板、以及2个平行的可视化侧向板、底板；
在模型箱的内部设置有：受荷模拟板、填土基础板、受荷模拟板倾斜调节系统、填土基础板调节系统；
所述受荷模拟板与模型箱的支撑侧向板相互平行，在受荷模拟板与第一支撑侧向板之间设置有受荷模拟板倾斜调节系统；
所述受荷模拟板倾斜调节系统至少包括2组平行设置的伸缩杆：上部组伸缩杆、下部组伸缩杆；
上部组伸缩杆、下部组伸缩杆分别与受荷模拟板的顶端与底端分别铰接；
在模型箱的底板上表面设置有固定座，在固定座的上部设置有弧形移动座，弧形移动座能够沿着固定座的顶端移动；在弧形移动座的底端设置有t型插座，在固定座的顶端设置有倒t型滑动凹槽；所述t型插座插入到所述倒t型滑动凹槽；
还包括有：弧形移动座移动伸缩杆，弧形移动座移动伸缩杆分别与支撑侧向板以及弧形移动座铰接；
在弧形移动座的顶端设置有滑动槽，受荷模拟板的底部设置与若干滚动体，滑动槽的形状为圆弧形；
土体填筑在：受荷模拟板、第二支撑侧向板、填土基础板、2个平行的可视化侧向板之间。
2.如权利要求1所述的一种rt及rtt模式下的土压力模型测量仪器，其特征在于，填土基础板的一端与固定座铰接在一起；填土基础板调节系统包括：填土基础板伸缩杆，填土基础板的另一端与固定座铰接在一起，填土基础板伸缩杆设置在填土基础板与模型箱的底板之间，通过调节填土基础板伸缩杆的高度，从而能够调节填土基础板的倾斜角度。
3.如权利要求1或2所述的一种rt及rtt模式下的土压力模型测量仪器，其特征在于，在受荷模拟板面向土体的一侧沿着其高度设置若干应力计，以便测量土体的压力。
4.如权利要求1所述的一种rt及rtt模式下的土压力模型测量仪器，其特征在于，上部组伸缩杆与支撑侧向板采用固接的方式，上部组伸缩杆一直处于水平状态。
5.如权利要求4所述的一种rt及rtt模式下的土压力模型测量仪器，其特征在于，在支撑侧向板固定设置有水平套筒，上部组伸缩杆插入到前述水平套筒中，保持上部组伸缩杆一直处于水平状态。
6.如权利要求2所述的一种rt及rtt模式下的土压力模型测量仪器的测量方法，其特征在于，
首先，调节基础填土板的倾斜程度：通过填土基础板调节系统，将基础填土板的倾斜角度调为预设值；
其次，在基础填土板、受荷模拟板、支撑侧向板之间一层层铺设填土；
再次，根据预设的位移模式进行控制：
在模拟rt模式时，收缩下部组伸缩杆的长度，使得受荷模拟板转动，即可实现rt模式下的主动土压力；
在模拟rtt模式时，收缩上部组伸缩杆、下部组伸缩杆、弧形移动座移动伸缩杆，从而实现受荷模拟板转动 平移，即可实现rtt模式下的主动土压力；
在模拟t模式时，收缩上部组伸缩杆、下部组伸缩杆、弧形移动座移动伸缩杆，三者的收缩速率与长度相等即可实现t模式下的主动土压力；
最后，得到预设倾斜角度下，预设模式下的挡土墙土压力分布规律。
技术总结