[發明專利]一種樁承式加筋路堤三維變形場可視化試驗裝置及其試驗方法

有效

• 申請號: 201810100251.5
• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN108508141B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 丁選明;黃宇航;吳琪;張延玲;彭宇
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 胡正順

1.一種樁承式加筋路堤三維變形場可視化試驗裝置，其特征在于：包括模型槽、若干模型樁(3)和樁帽(4)；

所述模型槽采用透明材料制成，整體為一個矩形箱體；所述模型槽可拆分為上模型槽(1)和下模型槽(2)；

所述上模型槽(1)整體為一個矩形框體；這個矩形框體的下端具有外卷邊Ⅰ(101)；

所述下模型槽(2)整體為一個矩形箱體；這個矩形箱體的上端具有外卷邊Ⅱ(201)；所述下模型槽(2)底部布置有定位板(9)；所述定位板(9)板面上具有若干凹槽(901)；所述下模型槽(2)側壁上設置有若干孔洞；排水管(7)一端與下模型槽(2)側壁上的孔洞連接，另一端伸入量筒(8)內；所述排水管(7)上設置有排水閥門(701)；

所述上模型槽(1)和下模型槽(2)之間設置隔水乳膠膜(5)；所述上模型槽(1)和下模型槽(2)拼合后，外卷邊Ⅰ(101)和外卷邊Ⅱ(201)通過法蘭(15)連接；

所述模型樁(3)的樁頂設置有樁帽(4)；

工作時，所述模型槽安置在光學平臺(16)上；所述模型樁(3)的底部插入凹槽(901)中；所述模型樁(3)的上表面與下模型槽(2)頂面平齊；所述樁帽(4)位于上模型槽(1)內；所述樁帽(4)的頂面設置加筋乳膠膜(6)；所述加筋乳膠膜(6)與樁帽(4)固定；所述下模型槽(2)內注滿水，上模型槽(1)中填入透明土(14)；所述光學平臺(16)上還安置有3個激光器(10)和3個高速CCD相機(11)；所述激光器(10)和高速CCD相機(11)均位于模型槽外側；所述3個激光器(10)分別位于模型槽的三個側面；所述3個激光器(10)發射的激光在透明土(14)中形成三個激光平面；

試驗時，控制排水閥門(701)以恒定速率放出下模型槽(2)中的水，模擬軟土層在路堤填土的自重下發生的沉降過程；所述3個高速CCD相機(11)的機拍攝方向分別位于三個激光平面的法線方向，實時記錄透明土散斑場的變化。

2.根據權利要求1所述的一種樁承式加筋路堤三維變形場可視化試驗裝置，其特征在于：所述光學平臺(16)上還布置有2個滑軌(12)和光學支架(13)；所述激光器(10)通過滑軌(12)或光學支架(13)與光學平臺(16)固定；所述滑軌(12)和光學支架(13)上設置有卡槽和刻度，所述激光器(10)與滑軌(12)或光學支架(13)活動連接。

3.根據權利要求1所述的一種樁承式加筋路堤三維變形場可視化試驗裝置，其特征在于：所述外卷邊I(101)和外卷邊II(201)之間設置有密封墊(17)；所述密封墊(17)采用橡膠材料制成。

4.根據權利要求1所述的一種樁承式加筋路堤三維變形場可視化試驗裝置，其特征在于：所述模型槽采用透明有機玻璃或透明鋼化玻璃制成；所述排水管(7)采用聚乙烯材料制成。

5.根據權利要求1所述的一種樁承式加筋路堤三維變形場可視化試驗裝置，其特征在于：所述透明土(14)由石英砂顆粒與孔隙液體制配而成；所述石英砂顆粒粒徑為0.5～1mm，比重G_s＝2.186，最小干密度ρ_min＝0.970g/cm³，最大干密度ρ_max＝1.274g/cm³；所述孔隙液體為正十二烷和15#白油混合液，混合液折射率為1.4585。

6.根據權利要求1所述的一種樁承式加筋路堤三維變形場可視化試驗裝置，其特征在于：所述模型樁(3)采用正方形或梅花形排列方式。

7.根據權利要求1所述的一種樁承式加筋路堤三維變形場可視化試驗裝置，其特征在于：所述模型樁(3)的樁頂具有模型樁榫頭(301)；所述模型樁榫頭(301)上設置有螺孔I(3011)；所述樁帽(4)的截面為圓形、方形或X形；所述樁帽(4)上表面設置有螺孔II(401)，下表面設置有樁帽卯眼(402)；所述螺孔II(401)與樁帽卯眼(402)連通；所述模型樁榫頭(301)嵌入樁帽卯眼(402)中。