[發(fā)明專利]一種多功能活動擋墻試驗(yàn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611021785.6
• 申請日: 2016-11-21
• 公開（公告）號: CN106370452B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李明宇;魏艷卿;朱翔;郭院成;趙佶彬;陳宏;樊明輝;郝永亮
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 鄭州市華翔專利代理事務(wù)所(普通合伙)41122
• 代理人: 經(jīng)德振

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種研究土壓力分布與擋墻位置關(guān)系的試驗(yàn)裝置，尤其是一種多功能活動擋墻試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

在基坑工程或邊坡工程中，經(jīng)常會遇到支護(hù)結(jié)構(gòu)或擋墻的設(shè)計問題。現(xiàn)有的支護(hù)結(jié)構(gòu)或擋墻設(shè)計理論中土壓力的選取都是依據(jù)擋墻土壓力分布理論（朗肯或庫倫理論）計算的。而朗肯或庫倫理論的土壓力分布和計算所依據(jù)的狀態(tài)是極限狀態(tài)。大量的實(shí)際工程證明，在基坑或邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)或擋墻結(jié)構(gòu)上土壓力的分布及大小與其位移方式及位移量有關(guān)。因此，越來越多的學(xué)者致力于研究擋墻土壓力分布與位移模式以及土壓力大小與位移量之間關(guān)系。另外，在實(shí)際工程中還較多遇見基坑的復(fù)雜工況，比如鄰近既有建筑基礎(chǔ)的情況，這就需要對支護(hù)結(jié)構(gòu)變形與臨近基礎(chǔ)相互作用的關(guān)系進(jìn)行深入研究。但現(xiàn)有試驗(yàn)條件單一，模擬擋墻移動的裝置存在主要的問題有：位移方式單一，如大部分只能進(jìn)行平動位移模式的模擬；對于個別能進(jìn)行轉(zhuǎn)動位移模式的裝置中，由于裝置本身結(jié)構(gòu)問題，活動擋墻轉(zhuǎn)動角度很小，不能滿足活動擋墻大角度轉(zhuǎn)動模擬實(shí)驗(yàn)；主被動土壓力研究在同一個模型箱中實(shí)現(xiàn)存在困難；不能改變模型箱操作空間進(jìn)行多種條件下?lián)鯄ν翂毫Φ哪Ｐ驮囼?yàn)；現(xiàn)有設(shè)備存在造價高，功能少的特點(diǎn)。

因此，需要研制一種造價低廉，方便好用，精度較高，能夠?qū)崿F(xiàn)多種位移模式及大量程位移量，且可同時考慮主被動土壓力及改變模型箱空間的簡易移動裝置，以便用于研究擋墻土壓力分布與位移之間的關(guān)系，及多種條件下?lián)鯄ν翂毫Ψ植家?guī)律。

為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術(shù)解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供了一種多功能活動擋墻試驗(yàn)裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種多功能活動擋墻試驗(yàn)裝置，包括模型箱和活動擋墻，所述模型箱包括模型箱框架，所述模型箱框架的前端的上部和下部均設(shè)置位移控制絲桿機(jī)構(gòu)，模型箱框架前端的中部設(shè)置至少一排輔助承載絲桿機(jī)構(gòu)，所述位移控制絲桿機(jī)構(gòu)包括位移控制絲桿、與位移控制絲桿旋設(shè)配合的位移控制絲母以及固定在模型箱框架前端且中部具有穿孔的位移控制固定板，所述位移控制絲母通過轉(zhuǎn)軸俯仰轉(zhuǎn)動設(shè)置在所述位移控制固定板上，所述穿孔的直徑大于位移控制絲桿的直徑，所述活動擋墻上與各所述穿孔正對的位置均俯仰轉(zhuǎn)動設(shè)置軸承座，所述軸承座中設(shè)置用于插接固定對應(yīng)所述位移控制絲桿的軸承，所述輔助承載絲桿機(jī)構(gòu)包括輔助承載絲桿、與輔助承載絲桿旋設(shè)配合的輔助承載絲母，所述輔助承載絲母通過輔助承載固定板固定在模型箱框架前端，所述活動擋墻上與各所述輔助承載絲母正對的位置上均設(shè)置用于與輔助承載絲桿活動插接配合的凹槽。

優(yōu)選的，所述位移控制絲桿包括前端的轉(zhuǎn)動把手、中部的螺紋部以及后端的插設(shè)部，所述插設(shè)部通過軸用卡簧固定在對應(yīng)的所述軸承中。

優(yōu)選的，所述輔助承載絲桿包括前端的轉(zhuǎn)動把手、中部的螺紋部以及后端的插設(shè)部。

優(yōu)選的，所述活動擋墻包括鋼制框架、設(shè)于所述鋼制框架上的木板以及設(shè)于所述木板上的PVC板，所述PVC板上設(shè)置用于安放土壓力盒的安裝孔和線槽。

優(yōu)選的，所述活動擋墻的底部設(shè)置滾輪，所述模型箱框架的底部設(shè)置用于與所述滾輪滾動配合的軌道。

優(yōu)選的，所述模型箱框架左右兩側(cè)的中后部均固設(shè)側(cè)壁鋼板，所述模型箱框架的后端可拆卸設(shè)置多塊后壁鋼板，各后壁鋼板拼接形成方便進(jìn)土出土的出土板。

優(yōu)選的，所述凹槽為球窩狀凹槽。

本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步，具體的說，一種多功能活動擋墻試驗(yàn)裝置，通過先調(diào)整輔助承載絲桿后調(diào)整位移控制絲桿，然后再重復(fù)上述步驟的多級交替微調(diào)，實(shí)現(xiàn)所需的不同位移量以及位移模式的試驗(yàn)，比如活動墻擋墻平動、活動擋墻繞墻底轉(zhuǎn)動以及活動墻繞墻頂轉(zhuǎn)動等，在模型箱框架的前端的上部和下部，由于俯仰轉(zhuǎn)動設(shè)置軸承座、俯仰轉(zhuǎn)動設(shè)置的位移控制絲母與對應(yīng)的位移控制絲桿在豎向空間形成四連桿機(jī)構(gòu)，因此轉(zhuǎn)動模式能夠?qū)崿F(xiàn)較大的轉(zhuǎn)動角度，可以滿足活動擋墻的大角度轉(zhuǎn)動模擬實(shí)驗(yàn)；采用絲桿絲母的配合方式能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的位移控制且結(jié)構(gòu)簡單造價低廉；由于位移控制絲桿與對應(yīng)軸承插接固定，能夠在輔助承載絲杠推動活動擋墻的時候形成拉力，能夠使活動擋墻運(yùn)動的時候保持平衡，防止傾斜倒塌；該多功能活動擋墻試驗(yàn)裝置還能與反力架裝置配合進(jìn)行鄰近基礎(chǔ)與擋墻位移變形相互作用的試驗(yàn)研究；該多功能活動擋墻試驗(yàn)裝置可實(shí)現(xiàn)主被動土壓力試驗(yàn)，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，功能多樣，使用效果好。