1.基于长曝光观测的旋转双曲桩土模型试验装置,其特征在于:包括:模型腔(1),所述模型腔(1)包括由透明的旋转双曲面围成的容腔,所述模型腔(1)上端开口的横截面面积小于下端开口的横截面面积,所述模型腔(1)的下端连接有导向筒(2),所述导向筒(2)内滑动连接有活塞(3),所述活塞(3)沿导向筒(2)的轴向移动,所述活塞(3)远离模型腔(1)的一侧设置有驱动活塞(3)移动的活塞驱动件(4);加载机构,所述加载机构包括支撑架(5),所述支撑架(5)上固定连接有反力梁(6),所述反力梁(6)朝向模型腔(1)的一侧设置有加载驱动件(7),所述加载驱动件(7)的输出端固定连接有加载板(8),所述加载板(8)上固定连接有位移计(9);观测机构,所述观测机构包括至少三个具有长曝光功能的感光成像组件,所述感光成像组件由感光成像设备(10)和滤光镜片(12)组成,所述支撑架(5)上固定连接有安装感光成像设备(10)的环形滑轨(11),所述环形滑轨(11)环绕于模型腔(1)的外周,所述滤光镜片(12)位于感光成像设备(10)与模型腔(1)之间。
2.根据权利要求1所述的基于长曝光观测的旋转双曲桩土模型试验装置,其特征在于:还包括整平组件,所述整平组件包括连接杆(13),所述连接杆(13)的端部铰接有刮刀(14),所述刮刀(14)上还铰接有操控杆(15),所述操控杆(15)和连接杆(13)连接在刮刀(14)的同一侧。
3.根据权利要求1所述的基于长曝光观测的旋转双曲桩土模型试验装置,其特征在于:还包括压实组件,所述压实组件包括密封板(16),所述密封板(16)的外径大于模型腔(1)远离导向筒(2)一端的内径,所述密封板(16)上固定连接有气囊(17),所述气囊(17)位于朝向模型腔(1)的一侧,所述密封板(16)上密封连接有与气囊(17)连通的进气管(18),所述进气管(18)贯穿密封板(16)。
4.根据权利要求1所述的基于长曝光观测的旋转双曲桩土模型试验装置,其特征在于:所述导向筒(2)和模型腔(1)的连接处的内径一致,所述导向筒(2)与活塞(3)之间设置有密封圈。
5.根据权利要求1所述的基于长曝光观测的旋转双曲桩土模型试验装置,其特征在于:所述支撑架(5)上固定连接有的安装板(19),所述安装板(19)上开设有与加载驱动件(7)的输出端相配合的通孔,所述加载驱动件(7)固定连接于安装板(19)上,所述加载驱动件(7)位于安装板(19)与反力梁(6)之间。
6.根据权利要求1所述的基于长曝光观测的旋转双曲桩土模型试验装置,其特征在于:所述环形滑轨(11)上滑动连接有安装座(20),所述滤光镜片(12)固定连接于安装座(20)上,所述感光成像设备(10)与安装座(20)可拆卸连接。
7.根据权利要求1所述的基于长曝光观测的旋转双曲桩土模型试验装置,其特征在于:还包括支撑组件,所述支撑组件包括底座(21)和高度可调节的支柱(22),所述支柱(22)固定连接于底座(21)远离导向筒(2)的一侧,所述底座(21)上开设有贯穿孔,所述贯穿孔的内径大于活塞(3)的外径,且小于导向筒(2)的外径。
8.根据权利要求7所述的基于长曝光观测的旋转双曲桩土模型试验装置,其特征在于:所述底座(21)上设置有对导向筒(2)进行定位的定位件(23)。
9.采用如权利要求1至8中任意一项所述的基于长曝光观测的旋转双曲桩土模型试验装置的试验方法,其特征在于:包括如下步骤:S1、组装模型腔(1),利用活塞驱动件(4)调节活塞(3)的高度,使活塞(3)上表面与模型腔(1)的下沿齐平;S2、向模型腔(1)内分层填筑透明土体,同时均匀撒入荧光颗粒,每填筑一层土体,对模型腔(1)内的土体进行整平和压实;S3、预制桩基,并将桩基安置在模型腔(1)内,利用活塞驱动件(4)对活塞(3)加压;S4、将感光成像设备(10)安装于环形滑轨(11)上,使滤光镜片(12)位于感光成像设备(10)的镜头与模型腔(1)之间,设置感光成像设备(10)的曝光时长和曝光间隔;S5、利用加载驱动件(7)对桩基加载,所述加载的方式包括荷载控制和位移控制,所述感光成像设备(10)拍摄和记录模型腔(1)内情况;S6、将不同位置感光成像设备(10)拍摄的照片进行三维重构,计算三维环境下模型位移轨迹,并计算具体位移大小;将同一位置不同时刻感光成像设备(10)拍摄的照片进行二值化处理并组合,观察模型在荷载作用下的变形特性。