[發(fā)明專利]變形可視的樁基模型試驗(yàn)加載箱

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510400477.3
• 申請日: 2015-07-05
• 公開（公告）號: CN105155593A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 耿大新;方燾;吳澤軍;羅照
• 申請（專利權(quán)）人: 華東交通大學(xué)
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 四川君士達(dá)律師事務(wù)所 51216
• 代理人: 芶忠義

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種變形可視的樁基模型試驗(yàn)加載箱。

背景技術(shù)

由于樁基的原型試驗(yàn)需花費(fèi)大量的人力、物力和時(shí)間或其它因素的限制無法實(shí)現(xiàn)，加之變截面樁結(jié)構(gòu)形式的特殊性，其承載特性、樁土相互作用和變形特性比一般的直樁更要復(fù)雜得多，其不僅受樁周土特性影響，更受樁的變截面位置，變截面比等樁的結(jié)構(gòu)形式參數(shù)影響，要掌握變截面樁的力學(xué)行為更是難上加難，原型試驗(yàn)很難全面和清晰地反映變截面樁的完整工作性狀和樁周土體的變形破壞情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種變形可視的樁基模型試驗(yàn)加載箱，可以在試驗(yàn)的過程中觀察土體的變形和破壞情況，強(qiáng)度高。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，變形可視的樁基模型試驗(yàn)加載箱，包括由等邊角鋼焊接而成的模型箱，模型箱的底板為槽鋼十字交叉焊接，底板中間四個(gè)方向的槽鋼各向外伸用以連接基樁豎向加載裝置，模型箱內(nèi)設(shè)置粘土；模型箱上設(shè)置有基樁橫向加載裝置、基樁豎向加載裝置。

進(jìn)一步的，基樁豎向加載裝置包括杠桿，杠桿位于模型箱頂端，杠桿的一端鉸接于立柱上，立柱的底端與模型箱底板向外伸的槽鋼螺栓固定，杠桿上設(shè)置有可調(diào)高加載柱，可調(diào)高加載柱的下端豎直設(shè)置鋼墊板，鋼墊板下設(shè)置模型樁，杠桿的另一端設(shè)置有加載設(shè)備，模型樁設(shè)置在模型箱內(nèi)緊靠模型箱內(nèi)壁中部。

進(jìn)一步的，模型樁側(cè)面粘貼應(yīng)變片，在粘貼應(yīng)變片的貼片部位處涂抹一薄層環(huán)氧樹脂膠，應(yīng)變片通過導(dǎo)線與應(yīng)變測試儀連接。

進(jìn)一步的，基樁橫向加載裝置包括鋼絞線，鋼絞線一端固定在模型樁與粘土交界面上部的模型樁上，鋼絞線另一端水平引出并通過定滑輪轉(zhuǎn)為豎向而下，在鋼絞線的末端設(shè)置有砝碼，在模型樁頂部位置設(shè)置百分表。

進(jìn)一步的，模型箱的四個(gè)側(cè)面設(shè)置厚度為15mm的透明鋼化玻璃，透明鋼化玻璃的外表面設(shè)置透明光滑玻璃膜。

本發(fā)明的有益效果是：本模型箱采用大剛度型鋼構(gòu)成骨架，四面設(shè)置15mm厚鋼化玻璃，根據(jù)基樁自身結(jié)構(gòu)的對稱性和基樁在豎向荷載作用下變形的對稱性，試驗(yàn)時(shí)可以采用半樁進(jìn)行橫擬，將半樁貼緊玻璃表面，適當(dāng)涂抹士林，以減小樁和玻璃的摩阻力。試驗(yàn)時(shí)，箱內(nèi)基樁周圍填土，當(dāng)樁體帶動周圍介質(zhì)變形時(shí)，可以透過玻璃觀察土體變形的發(fā)展及破壞形態(tài)。該模型箱可以直觀的顯現(xiàn)基樁發(fā)生豎向變形時(shí)樁土的相互作用，進(jìn)而分析樁周土體的破壞模式。同時(shí)本模型還配置了基樁橫向加載裝置，通過與豎向加載裝置的聯(lián)合使用，可以研究基樁在豎向和水平向雙向荷載作用下變形。本模型箱適用于所有截面形狀對稱及變形對稱的基樁豎向載荷試驗(yàn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明加載箱具備基樁橫向加載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明加載箱具備基樁豎向加載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明中模型箱的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明中模型樁的布置圖。

圖5是模型箱具備基樁豎向加載裝置的三維結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是模型箱具備基樁橫向加載裝置的三維結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1.鋼化玻璃，2.粘土，3.砝碼，4.鋼絞線，5.定滑輪，6.百分表，7.模型箱，8.模型樁，9.杠桿，10.立柱，11.可調(diào)高加載柱，12.加載設(shè)備，13.鋼墊板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明一種變形可視的樁基模型試驗(yàn)加載箱，結(jié)構(gòu)如圖1-6所示，包括由等邊角鋼焊接而成的模型箱7，模型箱7的底板為槽鋼十字交叉焊接，如圖3所示，底板中間四個(gè)方向的槽鋼各向外伸用以連接基樁豎向加載裝置。模型箱7的四個(gè)側(cè)面設(shè)置厚度為15mm的透明高強(qiáng)度鋼化玻璃1，鋼化玻璃的外表面設(shè)置透明光滑玻璃膜，以便在試驗(yàn)的過程中觀察土體的變形和破壞情況。模型箱7內(nèi)設(shè)置粘土2。

模型箱1上設(shè)置有基樁橫向加載裝置、基樁豎向加載裝置。

其中，基樁豎向加載裝置采用杠桿原理，如圖2、5所示，基樁豎向加載裝置包括杠桿9，杠桿9位于模型箱7頂端，杠桿9的一端鉸接于立柱10上，立柱10的底端與模型箱7底板向外伸的槽鋼螺栓固定，杠桿9上設(shè)置有可調(diào)高加載柱11，可調(diào)高加載柱11的下端豎直設(shè)置鋼墊板13上，鋼墊板13放置于模型樁8上，杠桿9的另一端設(shè)置有加載設(shè)備12。可調(diào)高加載柱11作用在鋼墊板13上，達(dá)到施加豎向荷載的作用，并消除樁頂加載時(shí)的應(yīng)力集中現(xiàn)象，加載設(shè)備12進(jìn)行逐級加載。模型樁8設(shè)置在模型箱7內(nèi)緊靠模型箱7內(nèi)壁中部。如圖4所示。模型樁8側(cè)面粘貼應(yīng)變片。在粘貼應(yīng)變片的貼片部位處涂抹一薄層環(huán)氧樹脂膠作為粘貼應(yīng)變片的隔潮底層。應(yīng)變片通過導(dǎo)線與應(yīng)變測試儀連接。