[實用新型]地基基礎承載力破壞模型試驗裝置

無效

• 申請號: 200920239916.7
• 申請日: 2009-10-14
• 公開（公告）號: CN201531036U
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 王崇革;夏廣紅;李大勇;宋言江;曹立雪;鄭衛華
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及地基承載力破壞模型試驗裝置，可用于高等教育土木工程類教學實驗。

背景技術

地基基礎承載力是土力學研究的一個基本重要課題，在土木工程專業教學中占據重要的學科地位。受地基承載力影響尤其是地下水位升降的影響導致建筑物發生傾斜甚至破壞的現象時有發生。然而由于承載力而導致的建筑物破壞過程，一般在工程實踐中難以記錄，不能滿足課堂教學中的直觀性。有必要開發一套模型試驗裝置，直觀再現由于地基承載力失效而導致建筑物破壞的過程。根據調查國內多所科研院所及科技文獻檢索，尚未發現類似試驗裝置的報道。

發明內容

本實用新型針對地基承載力失效的問題，提供一種地基基礎承載力破壞模型試驗裝置。

為達到上述目的，本實用新型的模型實驗裝置結構是：它包括一個有機玻璃模型試驗箱，在模型試驗箱底部填充有砂粒，填充高度為250～350mm，砂粒中豎立有多層建筑物模型和高層建筑物模型，在模型試驗箱外另布置一個支架，支架上懸掛有有機玻璃水容器，水容器底部高度高于模型試驗箱頂面，水容器通過管道與模型試驗箱底部相通；為了防止砂粒進入管道，在模型試驗箱底部鋪有一層網片。

所述的砂粒是由粒徑為0.25～0.5mm的中沙和粒徑為0.1～0.25mm的細沙按照2∶1的體積比混合而成的。

所述的多層建筑物模型是一個空心有機玻璃方柱體，方柱體內填充有鋼屑，填充量以控制模型自重不超過1.5kg。

所述的高層建筑物是在一個模型承載臺上布置有空心有機玻璃方柱體，方柱體內填充有鋼屑，填充量以控制模型自重不超過2kg，在模型承載臺底部有模型樁作為支撐。

本實用新型的試驗過程是：

第一步：首先準備安裝好模型試驗箱、支架和有機玻璃水容器及其附件；

第二步：把有機玻璃水容器懸掛于支架上，水容器底部高度高于模型試驗箱頂面300～500mm，水容器內注水后，打開開關，使水由注水容器流入模型試驗箱，當水注入模型試驗箱內100mm高度時，關閉開關，并檢查各接頭處的密水性；

第三步：向模型試驗箱內輕輕放入砂，砂層厚度為250-350mm，再打開開關，控制砂中水位高度為200mm；

第四步：放入多層建筑物模型和高層建筑物模型；

第五步：打開開關，采用緩慢、快速等方式繼續向模型箱內注水，在注水過程中觀察建筑物的穩定性變化。

本實用新型的優點是：

1)直觀展示了地下水位上升導致的建筑物破壞過程；能揭示土力學教學中的一個重要原理“土的有效應力原理”。

2)同種情況下淺基礎建筑物和樁基建筑進行比較，直觀揭示了樁基礎抵抗地下水位變化的有效性；

3)通過控制注水速度，直觀展現建筑穩定性影響的因素：地下水位上升速度、上升高度等。

4)能把復雜的工程問題，變成直觀的模型試驗，該模型試驗制作容易，成本低廉，利于實驗室推廣應用，產生較好的教學效果和經濟效益。

5)該模型試驗具有較好的可移動性、可操作性，能滿足不同場合的教學使用。

總之，本實用新型屬于與人們生活息息相關的土木建筑領域，對本領域技術人員來說，直觀性較強，它再現了由于地基承載力實效導致建筑物破壞的全過程，滿足了課堂教學中的直觀性，為土木教學實驗提供了一種前所未有的模型實驗設備，也為本領域技術人員分析地基承載力實效導致建筑物破壞提供了有力的分析依據。具有突出的實質性特點和顯著的進步，具備專利法第22條第3款規定的創造性。

附圖說明

圖1是本實用新型主視示意圖。

圖中：1-試驗臺，2-有機玻璃模型試驗箱，3-多層建筑物模型，4-高層建筑物模型，5-有機玻璃水容器，6-開關，7-管道，8-支架，9-網片。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式進一步說明本實用新型的技術方案。

如圖所示，本實用新型它包括一個豎立在試驗臺1上的有機玻璃模型試驗箱2，在模型試驗箱2底部填充有砂粒，填充高度為250～350mm，砂粒中豎立有多層建筑物模型3和高層建筑物模型4，在模型試驗箱2外另布置一個支架8，支架8上懸掛有有機玻璃水容器5，有機玻璃水容器5底部高度高于模型試驗箱2頂面300～500mm，有機玻璃水容器5底部設置有開關6，并通過管道7與模型試驗箱2底部相通；在模型試驗箱2底部鋪有一層網片9。

上述模型試驗箱2的尺寸為600×400×400mm，它是由厚度10mm的有機玻璃制成。