[實用新型]主動及被動變形模式下錨固擋墻活動門試驗裝置

有效

• 申請號: 201720923689.4
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN207036651U
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 董行;陳奇;萬立堯;劉源;宋修廣;張宏博
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01N19/00
• 分類號: G01N19/00;G01N3/08;G01N33/24
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 趙敏玲

技術領域

本實用新型屬于“土拱效應”探究試驗范疇，涉及一種新型裝置結構及連接形式，具體的說，是一種新型主動及被動變形模式下錨固擋墻活動門試驗裝置，可用于探究錨固擋墻原理及為邊坡加固工程提供理論指導。

背景技術

現階段，“土拱效應”對于土體應力傳遞規律有著不可忽視的作用，因此樁承式路堤、板樁墻、抗滑樁、錨拉樁等加固技術都對其展開研究。常規樁承式路堤設計方法中首先確定路堤填土的土拱效應極限能力，然后根據作用在加筋材料頂面的荷載確定加筋材料需承受的拉力并選定加筋材料。樁板墻背側由于土拱效應的出現，使得樁背側與擋板背側所受荷載存在較大差異，土拱效應已對樁板墻背側土壓力傳遞的方式產生了顯著的影響。土拱的存在改變了抗滑樁土體中原有的應力狀態，引起了應力重分布，把作用于土拱上的壓力傳遞到周圍穩定土層中。錨拉樁樁板結構后的大部分土壓力通過土體不均勻變形而形成的空間土拱直接傳遞到錨頭，剩余部分的土壓力才經樁板結構再傳遞到錨頭。充分研究“土拱效應”的作用機理、充分利用其應力重分布的特點成為了主要的研究方向。

對于錨拉式擋土墻結構，受錨桿（錨定板）的側向約束作用，墻身會發生不均勻變形，若錨間距及錨間墻剛度設計合理，則會出現較為明顯的土拱效應，并起到荷載分擔作用，對結構受力非常有利。但另一方面，土拱效應也會引起墻背土壓力的重分布，且具有動態演化特征，顯著改變支護結構受力特征，導致傳統設計理論難以適用。因此，為充分利用土拱效應，提高結構安全，降低工程費用，有必要以壓力分散型擋土墻作為研究對象，深入分析土拱效應發生機理，揭示墻-土相互作用機制，建立土拱效應力學模型，探討動態變化規律，構建適用土壓力分布模型。支護結構引起的“土拱效應”是地下工程中最關鍵的問題，其廣泛存在于地下工程中，如隧道開挖、基坑支護等工程。其實質是一種應力轉移的現象。這種應力的轉移是由于土體受到外力發生不均勻變形，由剪切強度的發揮實現的。

實用新型內容

本實用新型的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種土拱效應探究模型裝置，基于力學簡化，忽略壓力分散型擋土墻豎向土拱效應的影響，考慮不同錨間距及錨間墻剛度，結合PFC微觀力學分析，設計錨拉墻活動門試驗，引入先進數字成像技術探尋土拱應力軌跡線，研究不同位移模式下土拱效應發生條件及存在模式，揭示墻-土相互作用機制，構建土拱效應二維基本力學模型。

為實現上述目的，本實用新型采用下述技術方案：

主動及被動變形模式下錨固擋墻活動門試驗裝置，包括兩個支架，在其中一個支架上安裝模型盒，另一個支架上安裝高速攝像機，用于清晰記錄土體主動及被動變形模式下的破壞過程以及土顆粒的位移狀態；所述的所述模型盒上部開口，模型盒底部固定有第一底板和第二底板，所述第一底板和第二底板支撐于支架上，第一底板和第二底板之間設置剛性擋板；所述剛性擋板的底部安裝有模型盒內部的土體施加壓力的千斤頂，所述的千斤頂的頂部安裝壓力傳感器，該壓力傳感器用于檢測千斤頂的加載力；所述的千斤頂安裝在一個底座上，且所述的底座上還設有與剛性擋板兩側的垂直面重合的激光測距儀，所述的激光測距儀用來記錄主動及被動變形位移的大小。

進一步的，所述模型盒還包括與第一底板垂直的第一側板、第二側板、第三側板和第四側板，所述第一側板和第二側板相對，第三側板和第四側板相對，第一側板、第二側板、第三側板和第四側板圍成盒體。

進一步的，所述第一側板和第二側板均與第一底板固定連接，第一側板和第二側板均與第二底板固定連接。

進一步的，所述第三側板和第四側板均與第一側板固定連接，第三側板和第四側板均與第二側板固定連接。

進一步的，所述第一側板和第二側板底部均通過第一連接件固定于支架上。以防模型盒傾覆。

進一步的，所述第一側板在與第一底板配合處設置第一連接孔，所述第一底板上設置第二連接孔，第一連接孔和第二連接孔通過第二連接件連接。

優選的，所述第二連接孔為長圓孔。

進一步的，所述第一側板在與第二底板配合處設置第三連接孔，所述第二底板上設置第四連接孔，第三連接孔和第四連接孔通過第三連接件連接。

優選的，所述第四連接孔為長圓孔。

進一步的，所述第二側板在與第一底板配合處設置第五連接孔，所述第一底板上設置第六連接孔，第五連接孔和第六連接孔通過第四連接件連接。

優選的，所述第六連接孔為長圓孔。

進一步的，所述第二側板在與第二底板配合處設置第七連接孔，所述第二底板上設置第八連接孔，第七連接孔和第八連接孔通過第五連接件連接。