[發明專利]土釘受力模擬試驗裝置、土釘及試驗方法

有效

• 申請號: 202110241930.6
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN112857782B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 李永輝;張璇;彭飛;李鑫;代新宇;吳江龍
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 鄭州華隆知識產權代理事務所(普通合伙) 41144
• 代理人: 經智勇

本發明涉及土釘受力模擬試驗裝置包括試驗箱、土釘及試驗方法，其中，土釘受力模擬試驗裝置包括試驗箱、設于試驗箱上方的豎向加載機構、設于豎向加載機構下方的加載板、設于試驗箱中的橫向加載機構以及設于試驗箱右側的軸力模擬機構，試驗箱橫向框架的頂部具有滑軌，軸力模擬機構包括設于試驗箱右側的豎向長孔、設于豎向長孔兩側的截面為L形的豎向滑軌、設于豎向滑軌上的滑動擋板以及一端固設在滑動擋板上的拉簧，拉簧的右端固設套筒，套筒沿徑向設有穿孔。本發明的釘受力模擬試驗裝置包括試驗箱，可通過豎向加載機構、橫向加載機構以及軸力模擬機構，分別模擬豎向受力、滑裂面前后的橫向受力以及土釘墻面層產生的土釘軸力情況，結構非常巧妙。

技術領域

本發明涉及建筑領域，特別涉及一種土釘受力模擬試驗裝置、試驗用土釘及試驗方法。

背景技術

土釘以其經濟性及施工便捷性等優點,在基坑支護中廣泛使用。土釘支護中，土釘受力性能是基坑邊坡安全穩定的關鍵所在，若土釘受力過大，則有可能發生土釘受拉屈服或土釘與周圍土體之間發生滑移，而導致基坑邊坡發生坍塌破壞。基坑開挖土釘產生拉拔受力,通常以潛在滑裂面將土釘分為前后兩部分，前一部分為阻止土體滑動受力，后一部分起錨固作用而受力，因此土釘在潛在滑裂面處軸力最大，前后兩部分土釘與土體剪切受力方向均背向潛在滑裂面方向。目前，缺乏合適的土釘實際受力模擬試驗裝置,同時缺乏相應的試驗方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種土釘受力模擬試驗裝置、試驗用土釘及試驗方法。

一種土釘受力模擬試驗裝置，包括試驗箱、設于試驗箱上方的豎向加載機構、設于豎向加載機構下方的加載板、設于試驗箱中的橫向加載機構以及設于試驗箱右側的軸力模擬機構，試驗箱橫向框架的頂部具有滑軌，所述豎向加載機構包括設于滑軌上的滑塊、設于縱向方向對應滑塊上的橫梁以及固設在橫梁中部的第一液壓推桿，所述橫向加載機構為在試驗箱中的橫向布置的第二液壓推桿，所述軸力模擬機構包括設于試驗箱右側的豎向長孔、設于豎向長孔兩側的截面為L形的豎向滑軌、設于豎向滑軌上的滑動擋板、兩端均固設套筒的拉簧、固設在滑動擋板上的用于鎖止拉簧左端套筒的電子鎖止機構、設于滑動擋板上的測量土釘水平位移的位移計以及控制器， 滑動擋板的中部設置供土釘穿過的土釘孔，控制器與位移計采樣連接，控制器與電子鎖止機構控制連接，套筒沿徑向設有穿孔，電子鎖止機構通過插接在穿孔中的銷軸實現鎖止與解鎖。

優選的，所述試驗箱包括左箱體、右箱體以及設于左箱體和右箱體之間的至少一個中間箱體，所述左箱體、右箱體和中間箱體均具有六棱框架，六棱框架包括上矩形框架、下矩形框架以及在對應四角連接上、下矩形框架的四個支撐立板，左箱體在六棱框架的左側、前側和后側自下而上可拆卸設置多層擋板，右箱體在六棱框架的右側、前側和后側自下而上可拆卸設置多層擋板，中間箱體在六棱框架的前側和后側自下而上可拆卸設置多層擋板，左箱體六棱框架的右側、右箱體六棱框架的左側以及中間箱體六棱框架的橫向兩側自下而上均設置至少兩個豎向設置的連接耳板，連接耳板上具有連接孔，左箱體、右箱體以及中間箱體通過相鄰的連接耳板以及穿設在連接耳板上的螺栓實現連接固定。

與所述的土釘受力模擬試驗裝置配合使用的土釘，包括左管和右管，左管的右端內部固設左擋板，右管的左端內部設置右擋板，左管和右管通過連接管連接,左管、右管、連接管、左擋板和右擋板形成容納第二液壓推桿的容納腔，所述右管的右端沿左右方向設置多個間距相等的徑向插孔。

利用所述的土釘受力模擬試驗裝置的試驗方法，包括以下步驟:

1）向試驗箱中填充部分試驗土層，達到設定高度后，在土釘上沿左右方向間隔粘貼應變片，拼裝土釘并將第二液壓推桿橫置放入容納腔中，土釘的右端穿過試驗箱右側并穿過拉簧以及拉簧兩端的套筒，控制器控制電子鎖止機構的銷軸插入拉簧左側套筒的穿孔中實現鎖止，右拉拉簧右側的套筒達到設定拉力后，通過銷釘將右側套筒與土釘的右管固定，用來模擬土釘墻面層對土釘產生的土釘軸力；