[發(fā)明專利]一種用于研究樁-土相互作用的試驗裝置及其操作方法

有效

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• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN103485372A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉暉;何銘華;尹濤
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土木工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于研究樁-土相互作用的試驗裝置及其操作方法。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟社會的高速發(fā)展，特別是公路和鐵路交通的迅猛發(fā)展，橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案面臨著更高的要求，其中橋墩的力學(xué)性能和施工便利性尤為重要，對于墩柱結(jié)構(gòu)樁-土相互作用的研究和試驗也因此具有顯著的意義。

但是，現(xiàn)有研究樁-土相互作用的試驗中，往往將墩柱下端直接固定，在理想的邊界條件下進行相關(guān)測試。這與墩柱下端埋于土中的實際情況有著一定的差別，由此造成的誤差影響了試驗結(jié)果的可信度和應(yīng)用性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于研究樁-土相互作用的試驗裝置及其操作方法，本發(fā)明試驗裝置裝配使用時，墩柱下端埋于土中，并可通過調(diào)節(jié)裝置的容積進行不同土壓下的測試，解決了現(xiàn)有樁-土相互作用試驗條件與實際情況存在差別的問題。

為達到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種用于研究樁-土相互作用的試驗裝置，包括活動筒板1、拼縫筒板2、對拉螺栓3和水平作動器4；所述活動筒板1由兩塊獨立的筒板拼合組成，在兩端的連接處向外側(cè)伸展，拼合時留有縫隙，所述拼縫筒板2位于所述活動筒板1縫隙內(nèi)側(cè)，所述對拉螺栓3和水平作動器4為多個，布置于所述活動筒板1縫隙外側(cè)伸展處；所述拼縫筒板2與活動筒板1高度相等，二者拼合后成為四周封閉的筒形裝置。

所述活動筒板1由兩塊獨立的圓弧形筒板拼合組成。

所述兩塊獨立的圓弧形筒板的形狀相同。

所述拼縫筒板2為兩塊獨立的圓弧形筒板。

所述活動筒板1、拼縫筒板2和對拉螺栓3的材質(zhì)均為鋼。

上述所述的試驗裝置的操作方法，包括如下步驟：

步驟1：制備墩柱6，使其高度高于活動筒板1的高度，豎直放置于地面；

步驟2：安裝活動筒板1，使墩柱6位于兩塊筒板組成的活動筒板1的幾何圖形中心位置，在活動筒板1縫隙內(nèi)側(cè)安裝拼縫筒板2，使其與活動筒板1組成四周封閉的筒形裝置；

步驟3：在活動筒板1縫隙外側(cè)伸展處安裝并固定對拉螺栓3和水平作動器4，向拼縫筒板2與活動筒板1組成的四周封閉的筒形裝置中填入土，填土5表面與筒形裝置上緣平齊；

步驟4：打開對拉螺栓3，調(diào)節(jié)水平作動器4，使土的圍壓達到預(yù)設(shè)值后，再固定對拉螺栓3，在墩柱6上端安裝加載柱頭7，開始試驗。

本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點：

1、本發(fā)明試驗裝置構(gòu)造簡潔，所用構(gòu)件可重復(fù)利用，取材方便，基本可采用工廠預(yù)制加工；本發(fā)明試驗裝置的施工方法簡單易行，安全可靠，水平作動器通過施力于活動筒板改變其縫隙大小，從而改變裝置容積進行不同土壓下的測試，解決了現(xiàn)有樁-土相互作用試驗條件與實際情況存在差別的問題。

2、貼合墩柱實際使用情況，提高了樁-土相互作用實驗研究的可信度，為墩柱樁-土相互作用的試驗研究提供了安全可靠的試驗裝置和施工方法。

附圖說明

圖1為用于研究樁-土相互作用的試驗裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為用于研究樁-土相互作用的試驗裝置俯視圖。

圖3為用于研究樁-土相互作用的試驗裝置依照本發(fā)明所述操作方法裝配使用時示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖及具體實施例，對本發(fā)明作進一步的詳細描述。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明一種用于研究樁-土相互作用的試驗裝置，包括活動筒板1、拼縫筒板2、對拉螺栓3和水平作動器4；活動筒板1由兩塊獨立的筒板拼合組成，在兩端的連接處向外側(cè)伸展，拼合時留有縫隙，拼縫筒板2位于活動筒板1縫隙內(nèi)側(cè)，對拉螺栓3和水平作動器4為多個，布置于活動筒板1縫隙外側(cè)伸展處；拼縫筒板2與活動筒板1高度相等，二者拼合后成為四周封閉的筒形裝置。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，所述活動筒板1由兩塊獨立的圓弧形筒板拼合組成。作為進一步地優(yōu)選實施方式，所述兩塊獨立的圓弧形筒板的形狀相同。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，所述拼縫筒板2為兩塊獨立的圓弧形筒板。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，所述活動筒板1、拼縫筒板2和對拉螺栓3的材質(zhì)均為鋼。

如圖3所示，本發(fā)明試驗裝置的操作方法，包括如下步驟：

步驟1：制備墩柱6，使其高度高于活動筒板1的高度，豎直放置于地面；

步驟2：安裝活動筒板1，使墩柱6位于兩塊筒板組成的活動筒板1的幾何圖形中心位置，在活動筒板1縫隙內(nèi)側(cè)安裝拼縫筒板2，使其與活動筒板1組成四周封閉的筒形裝置；