可重复利用能施加预压荷载的载荷板模型试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了可重复利用能施加预压荷载的载荷板模型试验装置及方法，装置包括：反力架，其为多个且均为方形框架结构，多个反力架竖直且相互平行间隔设置，多个反力架沿其长度方向的下端两侧通过工字钢连接为一体式结构；模型箱，其为上表面开口的方体结构，所述模型箱内填满试验土体材料且上表面开口配合有水平预压钢板，所述模型箱位于多个反力架之间且模型箱宽度方向的两侧均凸出于反力架宽度方向的两侧外；多个千斤顶，其上端均顶住反力架、下端在预压钢板上均匀分布；方法为通过装置进行施加预压荷载的方法。本发明专利技术在满足预压荷载条件的同时，使试验能多次重复使用和局部修缮，可避免材料的大量浪费，可创造较大的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
可重复利用能施加预压荷载的载荷板模型试验装置及方法
本专利技术涉及工程力学参数测试领域。更具体地说，本专利技术涉及可重复利用能施加预压荷载的载荷板模型试验装置及方法。
技术介绍
岩土力学参数特别是软土地层参数在预压荷载作用下会发生较大的变化。由于软弱地基承载力较差，软土地基建设工程是不仅要花费大量人力物力进行地基处理，对于部分工程还要担心地基处理后强度过高阻碍工程建设。因此考虑软土在预压荷载作用下地层参数的变化不仅能节省地基处理的费用，还能合理控制地基强度，使工程建设处于可控状态。工程上预压荷载荷载的施加一般需要花费大量的物力、机械设备以及财力，而且预压荷载耗时太长这都给获取预压荷载作用下土层参数的变化带来了困难。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供可重复利用能施加预压荷载的载荷板模型试验装置及方法，其可以低成本代价获取土层参数的变化值，该设备满足预压荷载条件的同时，使试验能多次重复使用和局部修缮，可避免材料的大量浪费，可创造较大的经济效益。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了可重复利用能施加预压荷载的载荷板模型试验装置，包括：反力架，其为多个且均为方形框架结构，多个反力架竖直且相互平行间隔设置，多个反力架下端沿长度方向的两侧通过工字钢连接为一体式结构；模型箱，其为上表面开口的方体结构，所述模型箱内填满试验土体材料，且所述模型箱的上表面开口配合有水平预压钢板，所述模型箱位于多个反力架之间且模型箱宽度方向的两侧均凸出于多个反力架宽度方向的两侧外；千斤顶，其为多个，且多个千斤顶上端均顶住反力架、下端在预压钢板上均匀分布。优选的是，所述反力架下框架上表面向下凹陷有一对缺口，多个反力架的一对缺口均一一对应，还包括一对钢轨和多个枕轨，一对钢轨恰好配合位于多个反力架的一对缺口内且一对钢轨的两端均凸出于反力架宽度方向的两侧外不小于一个模型箱的宽度，一对钢轨凸出于反力架外的部分下底面均固定有多个枕轨，枕轨下底面与反力架下底面平齐。优选的是，所述模型箱的长宽高均为1.5m～3m，所述模型箱宽度方向两侧均凸出于反力架宽度方向的两侧外8～15cm。优选的是，所述反力架为3个，且两侧反力架比模型箱高20～40cm，中间反力架比模型箱高40～60cm，多个千斤顶上端顶于两侧的两个反力架上。优选的是，所述模型箱宽度方向的两侧面上均设置有吊耳。优选的是，所述反力架下框架与所述模型箱底面之间设置有润滑层。优选的是，中间反力架的下框架上表面向下凹陷设置有一对凹槽，一对凹槽位于一对缺口之间，其中一侧的反力架的下框架上表面向下凹陷有一对豁口，一对豁口与一对凹槽相对应，还包括辅助定位机构，其包括：一对定位柱，其竖直固定于一对凹槽中，且定位柱上端凸出于所述反力架的下框架外，所述模型箱下底面向内凹陷形成有沿其宽度方向的一对滑槽，一对定位柱上端凸出的部分恰好可配合于一对滑槽中并可沿滑槽滑动，所述定位柱内部具有上表面开口的中空腔体，所述中空腔体中配合有卡合柱，所述卡合柱下端连接有弹性部件上端，一对滑槽中部继续向内凹陷形成有一对卡槽，一对卡合柱上部恰好可配合于一对卡槽中；一对辅助杆，其分别对应于一对定位柱，所述辅助杆一端穿过定位柱侧壁位于定位柱中空腔体内且辅助杆上表面紧抵弹性部件下端，所述辅助杆位于定位柱侧壁处的部分与定位柱侧壁铰接，一对辅助杆转动为水平时可恰好配合于一对豁口中不凸出于反力架下框架外，所述辅助杆的高度等于所述钢轨的高度，一对辅助杆的另一端通过支撑架活动支撑为可远离反力架向上倾斜。优选的是，所述辅助杆包括第一撑杆和第二撑杆，所述第一撑杆的长度小于所述模型箱的宽度，所述第一撑杆一端穿过定位柱侧壁位于定位柱中空腔体内、另一端具有弹性凸起，所述第二撑杆一端具有恰好容纳弹性凸起的凹孔、另一端通过支撑架活动支撑，所述第一撑杆下端固定铰接有竖直的螺杆，所述螺杆配合于具有内螺纹的第一套筒内，所述第一套筒具有外螺纹并配合于具有内螺纹的第二套筒内，所述第二套筒固定于地面上。本专利技术还提供可重复利用能施加预压荷载的载荷板模型试验方法，包括如下步骤：S1：按照设计的尺寸要求加工好模型箱，并在模型箱两侧加工吊耳；S2：按照模型箱的尺寸并结合载荷板模型试验装置的高度加工好多个反力架，并将多个反力架下端通过工字钢连接起来；S3：根据钢轨的高度，将反力架下框架上钢轨待放置位置处向下切割形成与一对钢轨恰好相配合的一对缺口；S4：将一对钢轨放于一对缺口内，并在外侧的钢轨下方放置多个枕轨，钢轨不平处在钢轨与枕轨间放置一定数目的垫块，使得钢轨整体为水平；S5：将模型箱放置在轨枕外侧，并在模型箱内填筑需要进行模型试验的试验土体材料，然后在模型箱上表面开口处放置预压钢板；S6：通过手拉葫芦连接模型箱两侧吊耳及枕轨，并通过手拉葫芦将模型箱移动到反力架内的设定位置；S7：在反力架与预压钢板之间均匀分布放置多个千斤顶，按要求进行预压荷载，当预压荷载满足设计要求后，撤掉预压荷载开始载荷板试验。本专利技术至少包括以下有益效果：1、通过三个反力架可以顺利施加预期预压荷载，可以通过中间反力架为载荷板提供反力顺利进行载荷板试验；通过钢轨以及受拉葫芦(或其他起重设备例如千斤顶)可以将模型箱拖出反力架范围内进行下一组试验。该设备满足预压荷载条件的同时，使试验能多次重复使用和局部修缮，可避免材料的大量浪费，可创造较大的经济效益。2、工业实用性：通过反力架以及千斤顶施加预压荷载节省了大量的堆载物质，也节约了大量的机械设备台班以及人力资源，通过钢轨以及受拉葫芦或者其他的起重设备可反复利用模型箱进行预压后的载荷板试验，提高了试验效率，重复利用了试验装备，以及平行试验的展开。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术钢轨位于反力架上的结构示意图；图2为本专利技术整体结构示意图；图3为本专利技术钢轨和辅助定位机构的俯视图；图4为本专利技术钢轨和辅助定位机构的侧视图；图5为本专利技术模型箱底面的仰视图；图6为本专利技术辅助杆的结构示意图。附图标记说明：1、反力架，2、千斤顶，3、模型箱，4、轨枕，5、钢轨，6、工字钢，7、预压钢板，8、定位柱，9、卡合柱，10、弹性部件，11、辅助杆，12、滑槽，13、卡槽，14、支撑架，15、第一撑杆，16、第二撑杆，17、弹性凸起，18、螺杆，19、第一套筒，20、第二套筒。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本专利技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。如图1至2所示，本专利技术提供一种可重复利用能施加预压荷载的载荷板模型试验装置，包括：反力架1，其为多个且均为方形框架结构，多个反力架1竖直且相互平行间隔设置，多个反力架1下端沿长度方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可重复利用能施加预压荷载的载荷板模型试验装置，其特征在于，包括：反力架，其为多个且均为方形框架结构，多个反力架竖直且相互平行间隔设置，多个反力架下端沿长度方向的两侧通过工字钢连接为一体式结构；模型箱，其为上表面开口的方体结构，所述模型箱内填满试验土体材料，且所述模型箱的上表面开口配合有水平预压钢板，所述模型箱位于多个反力架之间且模型箱宽度方向的两侧均凸出于多个反力架宽度方向的两侧外；千斤顶，其为多个，且多个千斤顶上端均顶住反力架、下端在预压钢板上均匀分布。

【技术特征摘要】
1.可重复利用能施加预压荷载的载荷板模型试验装置，其特征在于，包括：反力架，其为多个且均为方形框架结构，多个反力架竖直且相互平行间隔设置，多个反力架下端沿长度方向的两侧通过工字钢连接为一体式结构；模型箱，其为上表面开口的方体结构，所述模型箱内填满试验土体材料，且所述模型箱的上表面开口配合有水平预压钢板，所述模型箱位于多个反力架之间且模型箱宽度方向的两侧均凸出于多个反力架宽度方向的两侧外；千斤顶，其为多个，且多个千斤顶上端均顶住反力架、下端在预压钢板上均匀分布。2.如权利要求1所述的可重复利用能施加预压荷载的载荷板模型试验装置，其特征在于，所述反力架下框架上表面向下凹陷有一对缺口，多个反力架的一对缺口均一一对应，还包括一对钢轨和多个枕轨，一对钢轨恰好配合位于多个反力架的一对缺口内且一对钢轨的两端均凸出于反力架宽度方向的两侧外不小于一个模型箱的宽度，一对钢轨凸出于反力架外的部分下底面均固定有多个枕轨，枕轨下底面与反力架下底面平齐。3.如权利要求2所述的可重复利用能施加预压荷载的载荷板模型试验装置，其特征在于，所述模型箱的长宽高均为1.5m～3m，所述模型箱宽度方向两侧均凸出于反力架宽度方向的两侧外8～15cm。4.如权利要求3所述的可重复利用能施加预压荷载的载荷板模型试验装置，其特征在于，所述反力架为3个，且两侧反力架比模型箱高20～40cm，中间反力架比模型箱高40～60cm，多个千斤顶上端顶于两侧的两个反力架上。5.如权利要求1所述的可重复利用能施加预压荷载的载荷板模型试验装置，其特征在于，所述模型箱宽度方向的两侧面上均设置有吊耳。6.如权利要求1所述的可重复利用能施加预压荷载的载荷板模型试验装置，其特征在于，所述反力架下框架与所述模型箱底面之间设置有润滑层。7.如权利要求4所述的可重复利用能施加预压荷载的载荷板模型试验装置，其特征在于，中间反力架的下框架上表面向下凹陷设置有一对凹槽，一对凹槽位于一对缺口之间，其中一侧的反力架的下框架上表面向下凹陷有一对豁口，一对豁口与一对凹槽相对应，还包括辅助定位机构，其包括：一对定位柱，其竖直固定于一对凹槽中，且定位柱上端凸出于所述反力架的下框架外，所述模型箱下底面向内凹陷形成有沿...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永涛，汤立，蒋建，陈培帅，罗会武，李德杰，夏崟濠，何涛，董伟，孔茜，陈祥龙，许超，蒋道东，黄威，杨睿，江鸿，高如超，刘东军，余磊，杨志勇，贺祖浩，胡乘凯，熊栋栋，李雪松，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42