[發(fā)明專(zhuān)利]考慮不均勻沉降對(duì)土拱效應(yīng)影響的彈簧活動(dòng)門(mén)試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210544000.2
• 申請(qǐng)日: 2022-05-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114809129B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張玲;周杰;彭文哲;岳梢;彭搏程;周帥;林煒;邱泉;秦為將
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E02D33/00
• 分類(lèi)號(hào): E02D33/00;F16F15/067
• 代理公司: 湖南岑信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43275
• 代理人: 劉洋

本發(fā)明公開(kāi)了一種考慮不均勻沉降對(duì)土拱效應(yīng)影響的彈簧活動(dòng)門(mén)試驗(yàn)裝置，包括模型箱、活動(dòng)門(mén)、模型箱支撐、活動(dòng)門(mén)支撐、升降機(jī)構(gòu)、支撐板、支撐底座以及彈性組件，模型箱固設(shè)于模型箱支撐頂部，活動(dòng)門(mén)蓋接于所述模型箱底部，活動(dòng)門(mén)包括多塊并列設(shè)置的活動(dòng)塊，活動(dòng)門(mén)支撐安裝于模型箱下方且支撐活動(dòng)門(mén)，升降機(jī)構(gòu)安裝于活動(dòng)門(mén)支撐底部，所述支撐板設(shè)置于所述活動(dòng)門(mén)的下方，支撐底座安裝于支撐板的下方，彈性組件與活動(dòng)塊一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，彈性組件頂端連接活動(dòng)塊，底端連接支撐板。本發(fā)明的有益效果：通過(guò)控制活動(dòng)塊的升降以及彈簧內(nèi)支撐的剛度模擬研究樁頂下沉、樁頂不均勻下沉、樁間土的不均勻沉降對(duì)土拱效應(yīng)的影響，更容易改變樁間凈距，進(jìn)而可以模擬多跨間土拱的作用。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及巖土工程樁承式路堤土拱效應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種考慮不均勻沉降對(duì)土拱效應(yīng)影響的彈簧活動(dòng)門(mén)試驗(yàn)裝置。

【背景技術(shù)】

在研究山嶺軟土地區(qū)樁發(fā)生均勻或不均勻下沉?xí)r，土拱效應(yīng)在對(duì)樁承式路堤作用機(jī)理研究過(guò)程中所必須進(jìn)行的重點(diǎn)研究方向，因此針對(duì)此類(lèi)軟土地區(qū)的特點(diǎn)，為有效控制山嶺軟土地區(qū)路堤頂面沉降，必須考慮列車(chē)動(dòng)載作用產(chǎn)生時(shí)對(duì)樁承式路堤土拱效應(yīng)的影響，因此，對(duì)土拱效應(yīng)的研究不容忽略。

當(dāng)前，土拱效應(yīng)的研究通常是采用活動(dòng)門(mén)模型試驗(yàn)。目前通過(guò)活動(dòng)門(mén)模型試驗(yàn)已初步掌握土拱在演化過(guò)程中，荷載傳遞以及土拱形狀在各種條件下的變化的過(guò)程，為指導(dǎo)樁承式路堤荷載傳遞及沉降控制設(shè)計(jì)提出了一系列的設(shè)計(jì)方法，推動(dòng)我國(guó)的高速鐵路發(fā)展進(jìn)程起到了較為重要的影響。但傳統(tǒng)活動(dòng)門(mén)模型試驗(yàn)是通過(guò)控制剛性的整塊活動(dòng)門(mén)下移到指定位置模擬樁土沉降差，隨著研究的深入，傳統(tǒng)活動(dòng)門(mén)模型存在較多的局限性。

現(xiàn)有研究表明不同沉降差對(duì)土拱效應(yīng)的發(fā)揮程度存在較大的影響。但如果通過(guò)傳統(tǒng)活動(dòng)門(mén)模型試驗(yàn)確定某具體軟土地基上樁承式路堤土拱效應(yīng)時(shí)，因?yàn)闃锻敛町惓两档牟淮_定性，使得模型試驗(yàn)無(wú)法直接準(zhǔn)確匹配具體工程，從而難以通過(guò)模型試驗(yàn)對(duì)具體工程進(jìn)行指導(dǎo)設(shè)計(jì)；在傳統(tǒng)活動(dòng)門(mén)模型中，沉降差的產(chǎn)生是人為的控制活動(dòng)門(mén)主動(dòng)向下移動(dòng)，而實(shí)際工程中，沉降差的產(chǎn)生是由于樁土存在較大的剛度差，在路堤荷載作用下壓縮產(chǎn)生。目前已有研究表明，相同的沉降差下，沉降差是由主動(dòng)還是被動(dòng)條件下產(chǎn)生對(duì)土拱效應(yīng)的發(fā)揮存在較大的差異；在分層填土過(guò)程中，隨著填土的增加，活動(dòng)門(mén)上填土荷載的增大，活動(dòng)門(mén)應(yīng)向下移動(dòng)。但由于傳統(tǒng)活動(dòng)門(mén)模型的沉降差是直接通過(guò)邊界條件確定，活動(dòng)門(mén)無(wú)法實(shí)現(xiàn)填土與軟土之間的耦合過(guò)程。從而無(wú)法確定沉降差，模擬填土過(guò)程中土拱效應(yīng)不斷發(fā)揮的過(guò)程；循環(huán)荷載對(duì)土拱效應(yīng)的發(fā)揮程度會(huì)產(chǎn)生一定的弱化，故傳遞到樁間軟土上的荷載會(huì)勢(shì)必發(fā)生的變化，引起樁間軟土沉降發(fā)生相應(yīng)的變化。但由于傳統(tǒng)活動(dòng)門(mén)的沉降差是人為的控制活動(dòng)塊向下位移產(chǎn)生，難以模擬在外部荷載作用下，土拱效應(yīng)增強(qiáng)或減弱時(shí)，沉降差發(fā)生不斷變化的過(guò)程。

對(duì)于樁端位于軟土層的懸浮樁，例如水泥土樁或碎石樁等，可能出現(xiàn)樁身壓縮和樁端刺入軟土進(jìn)而引發(fā)顯著的樁頂沉降，而傳統(tǒng)的活動(dòng)門(mén)模型采用剛性固定支撐模擬樁基礎(chǔ)，難以反映樁頂?shù)某两狄约跋噜彉俄斆娴牟痪鶆虺两怠?/p>

綜上所述，原有的研究土拱效應(yīng)的活動(dòng)門(mén)試驗(yàn)裝置難以通過(guò)模型試驗(yàn)?zāi)M具體的工程實(shí)例，試驗(yàn)過(guò)程中的沉降差與工程實(shí)際不符合，難以模擬分層填筑、荷載施加等過(guò)程。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明公開(kāi)了一種考慮不均勻沉降對(duì)土拱效應(yīng)影響的彈簧活動(dòng)門(mén)試驗(yàn)裝置，其通過(guò)控制活動(dòng)塊的升降以及彈簧內(nèi)支撐的剛度模擬填土-樁-軟土相互耦合的過(guò)程，研究樁頂下沉、樁頂不均勻下沉、樁間土的不均勻沉降對(duì)土拱效應(yīng)的影響，更容易改變樁間凈距，進(jìn)而可以模擬多跨間土拱的作用，從而可以有效解決背景技術(shù)中涉及的技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：