CN203346920U - 桩承式加筋路堤平面土拱效应试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种桩承式加筋路堤平面土拱效应试验装置，桩承式加筋路堤平面土拱效应试验装置，包括底座，底座为一个矩形方框；底座上固定有槽架，槽架围成一个矩形空间；底座中设置有水袋，水袋上表面固定有若干铝合金条；水袋上表面布置有多个土压力盒；多个土压力盒上槽架围成的矩形空间内填充有路堤填料，路堤填料的顶面布置有位移计。本实用新型采用橡胶水袋充满水后逐层填筑路堤填料，水的不可压缩性使得路堤填筑至预定高度后桩土相对位移始终为零；通过逐渐放水的方式模拟软土的沉降，能准确控制桩土相对位移。

Description

桩承式加筋路堤平面土拱效应试验装置

【技术领域】

本实用新型涉及一种试验装置，特别涉及一种测量桩承式路堤平面土拱效应的试验装置。

【背景技术】

桩承式加筋路堤由路堤填料、一层或多层水平加筋体、一个个独立的桩帽和刚性桩组成，具有路堤总沉降和差异沉降小、工期短、路堤稳定性高的优点。土拱效应对路堤承载变形性状具有重要的影响。桩土相对位移的产生是路堤中出现土拱效应的根本原因。目前室内试验中常采用塑料泡沫材料模拟软土在荷载作用下产生的沉降，但其变形的大小、时间不可控。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种桩承式加筋路堤平面土拱效应试验装置，以解决现有实验装置中模拟软土在荷载作用下产生的沉降时，变形的大小、时间不可控的问题；本实用新型可以揭示桩土应力的变化规律，确定平面土拱等沉面高度。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

桩承式加筋路堤平面土拱效应试验装置，包括底座，底座为一个矩形方框；底座上固定有槽架，槽架围成一个矩形空间；底座中设置有水袋，水袋上表面固定有若干铝合金条；水袋上表面布置有多个土压力盒；多个土压力盒上槽架围成的矩形空间内填充有路堤填料，路堤填料的顶面布置有位移计。

本实用新型进一步的改进在于：所述槽架包括四个角钢和四块钢化玻璃板；四个角钢镶嵌在底座的四个内角，四个角钢之间连接形成一个角钢框架，四块钢化玻璃板与角钢框架连接；四块钢化玻璃板围成一个矩形空间。

本实用新型进一步的改进在于：底座内部中空部分的底部设有平行的两个边桩梁，边桩梁紧靠底座设置，两个边桩梁的中间设有与边桩梁平行的中间桩梁；中间桩梁的顶面和边桩梁的顶面齐平；中间桩梁与两个边桩梁之间的空间各设有一个水袋。

本实用新型进一步的改进在于：土压力盒连接位于底座外侧的读数仪。

本实用新型进一步的改进在于：所述铝合金条与中间桩梁平行。

本实用新型进一步的改进在于：土压力盒与路堤填料之间设置有水平加筋体。

本实用新型进一步的改进在于：底座、边桩梁和中间桩梁均采用砖砌而成，且连接成一个整体。

本实用新型进一步的改进在于：水袋采用橡胶囊制作而成。

相对于现有技术，本实用新型具有的有益效果是：

1)本实用新型采用橡胶水袋充满水后逐层填筑路堤填料，水的不可压缩性使得路堤填筑至预定高度后桩土相对位移始终为零；更为关键的是，通过逐渐放水的方式模拟软土的沉降，能准确控制桩土相对位移；本实用新型揭示了桩土相对位移是出现土拱效应的先决条件。

2)本实用新型揭示了桩承式路堤桩土应力比随桩土相对位移的变化规律。存在一个临界桩土相对位移使得桩土应力比最大。

3)本实用新型确定了平面土拱路堤等沉面高度。

【附图说明】

图1是本实用新型实验装置的示意图；

图2是沿图1中A-A线的剖视图。

图中：1、底座，2、中间桩梁，3、边桩梁，4、水袋，5、钢化玻璃板，6、角钢架，7、土压力盒，8、水平加筋体，9、路堤填料，10、位移计。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

请参阅图1和图2所示，本实用新型桩承式加筋路堤平面土拱效应试验装置，包括底座1、中间桩梁2、边桩梁3、水袋4、钢化玻璃板5、角钢6、土压力盒7、水平加筋体8、路堤填料9、位移计10和读数仪。

底座1为一个矩形方框，其内部中空部分的底部设有平行的两个边桩梁3，边桩梁3紧靠底座1设置，两个边桩梁3的中间设有中间桩梁2，两个边桩梁3和中间桩梁2构成“日”字形；中间桩梁2的顶面和边桩梁3的顶面齐平。边桩梁3的顶面低于底座1的顶面，在边桩梁3的顶面和底座1之间形成凹槽，将四个角钢6镶嵌在底座1的四个内角，四个角钢6之间采用焊接形成一个角钢框架，四块钢化玻璃板5与角钢框架用螺栓连接，四块钢化玻璃板5围成一个矩形空间；中间桩梁2与两个边桩梁3之间各设有一个水袋4；将连接在水袋4上的橡胶水管有序排列，接着给水袋4充水，使水袋4上表面与中间桩梁2的顶面和边桩梁3的顶面齐平，然后关闭阀门，在水袋4上表面布置铝合金条，铝合金条与水袋4粘牢，在中间桩梁2和水袋4上表面布置多个土压力盒7，然后在四块钢化玻璃板5围成的矩形空间内填充路堤填料9，路堤填料9采用漏斗分层填筑，每填完一层用水平尺调平并用压板压密，然后再铺填下一层路堤填料，达到预定高度，在路堤填料9顶面观测点处布置位移计10。接着水袋4逐次向外放水，每次两个水袋4以相同的速度放出相同体积的水，放水后再测量各土压力盒7读数及路堤沉降，重复进行上述水袋放水、土压力及路堤沉降测量的过程。路堤填筑过程中，水袋4中的水没有被放出，可以用来模拟实际工程快速堆载过程；路堤填筑完毕后，水袋中的水逐渐放出，水袋上表面下降，可以以较快的速度模拟实际地基漫长的固结沉降过程，缩短了试验时间。

铝合金条的布置与中间桩梁2平行，铝合金条的设置限制水袋放水时的变形，使水袋4上表面的沉降类似于单向板在横向荷载下的变形，能很好的模拟平面土拱效应，而其尺寸与数量根据试验所需设置。

压板的重量根据试验需要设置，且压板的尺寸与四块钢化玻璃板5围城的矩形空间内径吻合。

水袋4放出水的体积用来计算桩土相对位移，具体试验具体计算。

土压力盒7、位移计10的量程和精度根据试验要求确定。

底座1、边桩梁3和中间桩梁2均采用砖砌而成，且连接成一个整体。底座1、边桩梁3和中间桩梁2是整个试验装置的基础，防止水袋在路堤荷载作用下向外膨胀。水袋4采用橡胶囊制作而成，是整个试验装置的核心部位，边桩梁3、中间桩梁2和水袋4共同承担路堤填料9传递的竖向荷载。水平加筋体8的设置与其材料性质应根据试验的要求确定，应铺设在土压力盒7上方，且用扁铁和膨胀螺栓固定在边桩梁3上。为使所有试验的路堤填料9都具有相近的容重，采用分层填筑，每层路堤填完后用压板压密。

按照试验要求砌筑所需要的底座1、边桩梁3和中间桩梁2的尺寸，制作相应尺寸的橡胶水袋4，保证水袋4与底座1之间没有间隙。在底座1上预留缝，使得角钢6与钢化玻璃板5组成的槽架正好嵌在底座1内，保证整体的稳固。将连接在水袋4上的橡胶水管有序排列，接着给水袋4充水，使水袋4上表面与边桩梁3和中间桩梁2顶面齐平，然后关闭阀门，在水袋上表面布置铝合金条，与水袋粘牢，在中间桩梁2和水袋4上表面设置土压力盒7，采用双面胶把土压力盒7底面与边桩梁3和中间桩梁2和水袋4上表面粘紧，土压力盒7通过导线与试验槽外的读数仪相连接，在路堤填筑过程中读取读数仪的读数，可得到土压力与路堤高度之间的关系。待路堤填筑到预定高度后，在路堤顶面观测点布置位移计10，可得到在整个试验过程路堤顶面沉降与桩土相对位移之间的关系。路堤填到预定高度，水袋4逐次进行放水，通过读取读数仪的读数，可以得到在放水过程中土压力与桩土相对位移之间的关系。当桩土相对位移较大，而路堤顶面无差异沉降时，表明出现等沉面高度，试验结束。

上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.桩承式加筋路堤平面土拱效应试验装置，其特征在于：包括底座（1），底座（1）为一个矩形方框；底座（1）上固定有槽架，槽架围成一个矩形空间；底座（1）中设置有水袋（4），水袋（4）上表面固定有若干铝合金条；水袋（4）上表面布置有多个土压力盒（7）；多个土压力盒（7）上槽架围成的矩形空间内填充有路堤填料（9），路堤填料（9）的顶面布置有位移计（10）。

2.根据权利要求1所述的桩承式加筋路堤平面土拱效应试验装置，其特征在于：所述槽架包括四个角钢（6）和四块钢化玻璃板（5）；四个角钢（6）镶嵌在底座（1）的四个内角，四个角钢（6）之间连接形成一个角钢框架，四块钢化玻璃板（5）与角钢框架连接；四块钢化玻璃板（5）围成一个矩形空间。

3.根据权利要求1所述的桩承式加筋路堤平面土拱效应试验装置，其特征在于：底座（1）内部中空部分的底部设有平行的两个边桩梁（3），边桩梁（3）紧靠底座（1）设置，两个边桩梁（3）的中间设有与边桩梁（3）平行的中间桩梁（2）；中间桩梁（2）的顶面和边桩梁（3）的顶面齐平；中间桩梁（2）与两个边桩梁（3）之间的空间各设有一个水袋（4）。

4.根据权利要求1所述的桩承式加筋路堤平面土拱效应试验装置，其特征在于：土压力盒（7）连接位于底座（1）外侧的读数仪。

5.根据权利要求3所述的桩承式加筋路堤平面土拱效应试验装置，其特征在于：所述铝合金条与中间桩梁（2）平行。

6.根据权利要求1所述的桩承式加筋路堤平面土拱效应试验装置，其特征在于：土压力盒（7）与路堤填料（9）之间设置有水平加筋体（8）。

7.根据权利要求3所述的桩承式加筋路堤平面土拱效应试验装置，其特征在于：底座（1）、边桩梁（3）和中间桩梁（2）均采用砖砌而成，且连接成一个整体。

8.根据权利要求1所述的桩承式加筋路堤平面土拱效应试验装置，其特征在于：水袋（4）采用橡胶囊制作而成。

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