[發明專利]一種砂土體沖擊荷載試驗裝置及其試驗方法

有效

• 申請號: 201710052471.0
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106872289B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 肖鵬;肖楊;龍蕾航;劉漢龍;何想
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/303;G01N9/00;G01N15/02
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 王翔

發明提供一種砂土體沖擊荷載試驗裝置及其試驗方法。該裝置包括控制箱、下落組件和模具筒組件。所述的控制箱內包括交流電動機、齒輪、傳送帶和控制面板。下落組件包括擊錘導桿和擊錘。所述的模具筒組件包括裝樣筒、對開套筒和底座。擊錘通過傳動帶提升到固定高度后自由下落對土體施加沖擊荷載。該試驗方法包括組裝模具筒組件、壓密土樣、擊錘沖擊和土工試驗等步驟。發明通過改變擊錘落距、質量、錘擊頻率以及時長從而控制沖擊荷載的能量、頻率以及施荷方式來實現強夯加固地基或打樁過程的模擬。該試驗裝置可真實反映荷載對土體的沖擊效應。實現簡便、有效的模擬受到沖擊荷載后不同埋深土體的顆粒破碎、抗剪強度變化以及密度、級配的演化規律。

技術領域

本發明涉及一種新型土木工程試驗儀器領域，具體涉及一種砂土體沖擊荷載試驗裝置。

背景技術

在軟弱地基處理中，強夯法和樁基法是最為常用的地基加固方法。強夯法會在地基土中產生沖擊波和動應力,從而提高地基土的強度、降低土的壓縮性、改善砂土的抗液化能力，減少將來可能出現的差異沉降。樁基法能很好適應各種地質條件及荷載情況，且具有承載力大、穩定性好和沉降小等特點。但是，在強夯加固地基和預制樁打樁過程中地基將受到沖擊荷載。對于鈣質砂這類易發生顆粒破碎的砂土體而言，沖擊荷載會引起土體的顆粒級配、密度等發生改變，從而引起土體力學性能的改變。

土體沖擊荷載試驗對實際工況的應對具有重要的指導意義。但目前尚沒有針對易發生顆粒破碎的砂土體受到沖擊荷載的試驗裝置。因此，亟需一種能測定砂土體承受沖擊荷載的沖擊試驗裝置對強夯法和樁基法處理提供有力的試驗依據。

發明內容

本發明的目的是提供一種可視性好、精度高、操作簡單的砂土體沖擊荷載試驗裝置，可模擬砂土體受到沖擊荷載作用，研究土體顆粒級配、密度等發生的演化以及土體抗剪強度的變化。

為實現本發明目的而采用的技術方案是這樣的，一種砂土體沖擊荷載試驗裝置，其特征在于，包括控制箱、下落組件和模具筒組件。

所述模具筒組件包括裝樣筒、對開套筒和底座。所述裝樣筒是由若干個鋼化玻璃環疊加組合而成的空心圓柱體。所述對開套筒可軸向對稱地拆分為兩片對開模。所述兩片對開模可嚴密合實。所述裝樣筒塞入對開套筒內。所述對開套筒外部套有若干個緊箍環套。所述緊箍環套將對開套筒夾緊。所述對開套筒下端與底座相連。試驗時，裝樣筒內裝有土樣。

所述控制箱包括殼體Ⅰ、殼體Ⅱ和固定盤。所述殼體Ⅰ和殼體Ⅱ均為中空長方體。所述殼體Ⅱ上開設有貫穿殼體Ⅱ上下表面的定位孔。所述殼體Ⅰ的一側記為平面A。所述殼體Ⅱ和固定盤與平面A固定連接。所述殼體Ⅱ位于殼體Ⅰ上端，固定盤位于殼體Ⅰ下端。試驗時，模具筒組件通過底座連接固定在固定盤上。

所述殼體Ⅰ和殼體Ⅱ中空部分連通，共同組成控制箱的內腔。所述控制箱的內腔中具有控制系統。所述平面A上還布置有縱向傳送帶。所述傳送帶與控制系統相連。所述傳送帶上固定有卡頭。

所述下落組件包括擊錘導桿和擊錘。

所述擊錘導桿包括桿體和錘座。所述桿體上端穿過殼體Ⅱ的定位孔，并通過定位銷固定。所述桿體下端與錘座連接。試驗時，錘座伸入裝樣筒內。所述桿體上具有縱向卡槽。所述卡槽中卡合固定有定位塊。所述定位塊為楔形卡塊。所述定位塊可沿卡槽上下移動。

所述擊錘上具有限位孔。所述限位孔貫穿擊錘的上下表面。所述擊錘套裝在桿體上，桿體穿過限位孔。所述擊錘內水平鑲嵌有可伸縮凸塊。所述可伸縮凸塊中部具有供擊錘導桿穿過的孔洞Ⅰ。所述可伸縮凸塊的兩端均伸出擊錘的側壁。所述可伸縮凸塊一端搭設在卡頭上，另一端開設有供頂推彈片穿過的孔洞Ⅱ。所述頂推彈片一端固定在擊錘的側壁上，另一端伸出孔洞Ⅱ。