CN108845102A - 一种基于地基桩、边坡抗滑桩桩间土拱效应的模型试验箱 - Google Patents

一种基于地基桩、边坡抗滑桩桩间土拱效应的模型试验箱 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于地基桩、边坡抗滑桩桩间土拱效应的模型试验箱，包括：底部设置有升降台的钢构支撑框架，所述钢构支撑框架上对称设置有两个横向连杆，每个所述横向连杆上均设置有一个旋转轴，两个所述旋转轴同轴线设置，两个所述旋转轴远离所述横向连杆的端部固定设置有试验仓装置，每个所述横向连杆上还设置有与所述横向连杆相垂直布置的竖向连杆，所述竖向连杆上设置有用于固定所述试验仓装置的固定轴，所述试验仓装置上方设置有固定在所述钢构支撑框架上的轴向压力装置，该复合功能的试验模型箱能实现土拱效应在两种典型工程的运用研究，为研究者研究土拱效应提供一个可行的、全面的、高效的模型装置。

Description

一种基于地基桩、边坡抗滑桩桩间土拱效应的模型试验箱
技术领域
本发明涉及一种基于地基桩、边坡抗滑桩桩间土拱效应的模型试验箱。
背景技术
在土力学领域，土拱是用来描述应力转移的一种现象，这种应力转移是通过土体抗剪强度的发挥而实现的。土拱效应是土木工程中一个很普遍的现象，由太沙基在1936年通过活动门试验证实，在推力作用下，土拱可以调动起超过桩宽范围相当大一部分地层的抗力，与之共同抗滑，这种桩、***同作用的效应，是其他许多被动承受荷载的支挡结构物所没有和难以媲美的。因此，本试验模型箱旨在对土拱效应形成机制、影响因素及其在工程中的合理运用进行研究，实现土拱效应的直接再现，直接对土拱的形态进行描述，对工程运用来说具有非常重要的意义，但是地基桩与边坡抗滑桩的实验一般都是使用不同的实验仪器进行实验。
发明内容
针对上述存在的技术不足，本发明提供一种基于地基桩、边坡抗滑桩桩间土拱效应的模型试验箱，包括：底部设置有升降台的钢构支撑框架，所述钢构支撑框架上对称设置有两个横向连杆，每个所述横向连杆上均设置有一个旋转轴，两个所述旋转轴同轴线设置，两个所述旋转轴远离所述横向连杆的端部固定设置有试验仓装置，其中一个所述旋转轴远离试验仓装置的端部设置有角度刻度盘，每个所述横向连杆上还设置有与所述横向连杆相垂直布置的竖向连杆，所述竖向连杆上设置有用于固定所述试验仓装置的固定轴，所述钢构支撑框架上固定设置有轴向压力装置；所述轴向压力装置包括固定设置在所述钢构支撑框架上的钢构支撑横梁，设置在所述钢构支撑横梁上的加载器，设置在所述加载器下方的轴向压力板，所述加载器与所述轴向压力板中间连接有土压力传感器，用于监测所述加载器的输出荷载；所述试验仓装置包括试验箱，所述试验箱为具有底壁、四个侧壁以及顶壁的正方体状箱体，所述试验箱的底壁上开有抗滑桩孔位，其中所述试验箱的三个侧壁上分别设置有一个压力板，每个所述压力板均通过若干个均匀分布的连接轴固定设置在所述试验箱的侧壁上，所述试验箱的顶壁和所述试验箱中未设置压力板的侧壁均可拆卸，所述连接轴设置在所述试验箱中对立的两个含有压力板的侧壁上。
优选地，所述固定轴与所述竖向连杆的连接方式为螺纹连接。
优选地，所述压力板与外部电动压力施加***相连接。
优选地，每个所述压力板分别通过～个所述连接轴固定设置在所述试验箱的侧壁上。
本发明将地基桩基加固中桩间土拱效应试验模式与边坡抗滑桩支护过程中的土拱效应试验模式相结合，构建的一个新型土拱效应试验模型装置，该复合功能的试验模型箱能实现土拱效应在两种典型工程的运用研究，为研究者研究土拱效应提供一个可行的、全面的、高效的模型装置，解决了一般装置的不足，减小试验器材的占地空间，节约成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的钢构支撑框架的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的试验仓的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的轴向压力装置的结构示意图。
附图标记说明：
1、钢构支撑横梁；2、加载器；3、土压力传感器；4、轴向压力板；5、试验箱；6、固定轴；7、竖向连杆；8、连接轴；9、旋转轴；10、横向连杆；11、压力板；12、抗滑桩孔位；13、角度刻度盘；14、升降台；15、钢构支撑框架。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图4所示，一种基于地基桩、边坡抗滑桩桩间土拱效应的模型试验箱，包括：底部设置有升降台14的钢构支撑框架15，所述钢构支撑框架15上对称设置有两个横向连杆10，每个所述横向连杆10上均设置有一个旋转轴9，两个所述旋转轴9同轴线设置，两个所述旋转轴9远离所述横向连杆10的端部固定设置有试验仓装置，其中一个所述旋转轴9远离试验仓装置的端部设置有角度刻度盘13，每个所述横向连杆10上还设置有与所述横向连杆10相垂直布置的竖向连杆7，所述竖向连杆7上设置有用于固定所述试验仓装置的固定轴6，所述钢构支撑框架15上固定设置有轴向压力装置；所述轴向压力装置包括固定设置在所述钢构支撑框架15上的钢构支撑横梁1，设置在所述钢构支撑横梁1上的加载器2，设置在所述加载器2下方的轴向压力板4，所述加载器2与所述轴向压力板4中间连接有土压力传感器3，用于监测所述加载器的输出荷载；所述试验仓装置包括试验箱5，所述试验箱5为具有底壁、四个侧壁以及顶壁的正方体状箱体，所述试验箱的底壁上开有抗滑桩孔位12，其中所述试验箱5的三个侧壁上分别设置有一个压力板11，每个所述压力板11均通过若干个均匀分布的连接轴8固定设置在所述试验箱5的侧壁上，所述试验箱的顶壁和所述试验箱5中未设置压力板11的侧壁均可拆卸，所述连接轴9设置在所述试验箱5中对立的两个含有压力板11的侧壁上。
所述固定轴6与所述竖向连杆7的连接方式为螺纹连接。
所述压力板11与外部电动压力施加***相连接，外部电动压力施加***为常规市售作动器***。
每个所述压力板11分别通过3～5个所述连接轴8固定设置在所述试验箱5的侧壁上。
做地基桩试验时，旋转试验箱5，当未设置有压力板的侧壁位于上方并处于水平位置时卸下此侧壁，转动固定轴6使其因为螺纹抵紧在试验箱5上，从而固定试验箱5，接通外部电源后，控制升降台14至贴合试验箱5，控制压力板11贴合试验箱的侧壁，装填土料并打入地基桩，控制轴向荷载装置施加荷载；做边坡抗滑桩试验时：接通外部电源后，控制升降台14降至底部，松开固定轴6，旋转试验箱5至试验所需边坡角度后，使用固定轴6将其固定，控制压力板11贴合试验箱侧壁，卸下试验箱的顶壁，装填土料并打入抗滑桩，根据试验所需，控制压力板11施加荷载，从而得到自己想要的实验数据。
本发明将地基桩基加固中桩间土拱效应试验模式与边坡抗滑桩支护过程中的土拱效应试验模式相结合，构建的一个新型土拱效应试验模型装置，该复合功能的试验模型箱能实现土拱效应在两种典型工程的运用研究，为研究者研究土拱效应提供一个可行的、全面的、高效的模型装置，解决了一般装置的不足，减小试验器材的占地空间，节约成本。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种基于地基桩、边坡抗滑桩桩间土拱效应的模型试验箱，其特征在于包括：底部设置有升降台(14)的钢构支撑框架(15)，所述钢构支撑框架(15)上对称设置有两个横向连杆(10)，每个所述横向连杆(10)上均设置有一个旋转轴(9)，两个所述旋转轴(9)同轴线设置，两个所述旋转轴(9)远离所述横向连杆(10)的端部固定设置有试验仓装置，其中一个所述旋转轴(9)远离试验仓装置的端部设置有角度刻度盘(13)，每个所述横向连杆(10)上还设置有与所述横向连杆(10)相垂直布置的竖向连杆(7)，所述竖向连杆(7)上设置有用于固定所述试验仓装置的固定轴(6)，所述钢构支撑框架(15)上固定设置有轴向压力装置；所述轴向压力装置包括固定设置在所述钢构支撑框架(15)上的钢构支撑横梁(1)，设置在所述钢构支撑横梁(1)上的加载器(2)，设置在所述加载器(2)下方的轴向压力板(4)，所述加载器(2)与所述轴向压力板(4)中间连接有土压力传感器(3)；所述试验仓装置包括试验箱(5)，所述试验箱(5)为具有底壁、四个侧壁以及顶壁的正方体状箱体，所述试验箱的底壁上开有抗滑桩孔位(12)，其中所述试验箱(5)的三个侧壁上分别设置有一个压力板(11)，每个所述压力板(11)均通过若干个均匀分布的连接轴(8)固定设置在所述试验箱(5)的侧壁上。
2.如权利要求1所述的一种基于地基桩、边坡抗滑桩桩间土拱效应的模型试验箱，其特征在于：所述固定轴(6)与所述竖向连杆(7)的连接方式为螺纹连接。
3.如权利要求1所述的一种基于地基桩、边坡抗滑桩桩间土拱效应的模型试验箱，其特征在于：所述压力板(11)与外部电动压力施加***相连接。
4.如权利要求1所述的一种基于地基桩、边坡抗滑桩桩间土拱效应的模型试验箱，其特征在于：每个所述压力板(11)分别通过3～5个所述连接轴(8)固定设置在所述试验箱(5)的侧壁上。
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