挡土墙墙背土压力试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及土木工程技术领域。本发明专利技术公开了一种挡土墙墙背土压力试验装置，包括箱体，所述箱体具有两个正对的面，其中一个面为固定的挡板，另一个面为可移动的刚性挡墙；所述刚性挡墙与挡板相对面安装有土压力传感器；所述刚性挡墙背面安装有水平方向加力系统和应力位移反馈系统，所述水平方向加力系统用于推动刚性挡墙沿水平方向移动，所述应力位移反馈系统用于采集刚性挡墙位移距离、土压力传感器数据和水平方向加力数据；所述刚性挡墙背面连接有抗倾覆系统，所述抗倾覆系统用于保持刚性挡墙始终与挡板平行并处于挡板正对面，防止刚性挡墙发生非平动现象。本发明专利技术满足荷载作用下墙体的严格平动模式，能够实现墙体各种土压力测试。

Test device of earth pressure on the back of retaining wall

【技术实现步骤摘要】
挡土墙墙背土压力试验装置
本专利技术涉及土木工程
，特别涉及挡土墙结构设计技术，具体涉及一种挡土墙墙背土压力试验装置。
技术介绍
挡土墙墙背土压力试验装置,是一种可用于研究不同因素(墙体位移、填土性质、墙体高度等)对挡土墙墙背的非极限与极限土压力影响的试验装置。挡土墙墙背土压力分析是个经典的土力学问题，土压力大小与分布模式直接影响着挡墙结构设计的合理性。传统的朗肯、库仑土压力理论因其计算的简便性被广泛运用，均基于墙后的土体处于极限平衡状态这一前提。实际上，土压力从静止状态到极限状态是一个渐变的过程，在非极限状态下，墙体所受的土压力即为非极限土压力。实际工程中，对极限和非极限土压力研究都具有重要意义。土压力不仅与墙后填土高度有关，还与挡墙位移、填土性质、墙背粗糙程度等多种因素有关。在室内模型试验中，若同时考虑多种影响土压力的因素，其相关试验模型箱的设计就会变得复杂。同时，随着墙体位移的不同，土压力存在主动、静止、被动三种不同的状态。目前，国内外相关学者通过自制的模型箱，往往只能探究静止到主动极限状态或者静止到被动极限状态发展过程的土压力。因此，常见的土压力试验模型箱存在功能单一、试验效率低的缺点。有鉴于此，设计出功能全面的土压力测试模型箱，既可反映填土性质、墙体高度、墙体位移等这些土压力主要影响因素，又可实现主、被动状态的非极限土压力测试，具有提高试验效率、便于实际操作的重要意义。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种挡土墙墙背土压力试验装置，以解决现有技术试验模型箱存在功能单一、试验效率低的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术具体实施方式的一个方面，提供了一种挡土墙墙背土压力试验装置，其特征在于，包括箱体，所述箱体具有两个正对的面，其中一个面为固定的挡板，另一个面为可移动的刚性挡墙；所述刚性挡墙与挡板相对面安装有土压力传感器；所述刚性挡墙背面安装有水平方向加力系统和应力位移反馈系统，所述水平方向加力系统用于推动刚性挡墙沿水平方向移动，所述应力位移反馈系统用于采集刚性挡墙位移距离、土压力传感器数据和水平方向加力数据；所述刚性挡墙背面连接有抗倾覆系统，所述抗倾覆系统用于保持刚性挡墙始终与挡板平行并处于挡板正对面，防止刚性挡墙发生非平动现象。在某些实施例中，所述非平动现象包括上移、旋转倾覆及翻转倾覆。在某些实施例中，所述抗倾覆系统包括型钢构成的两个相同的等腰直角三角形框架；所述两个等腰直角三角形框架的直角边分别焊接在刚性挡墙底部两边，并通过一根导杆联结在一起，所述导杆两端布置滚珠轴承，所述滚珠轴承限定在槽钢轨道中平动。在某些实施例中，所述土压力传感器有L个，L为整数，L≥2。在某些实施例中，所述土压力传感器分布成N×M的矩阵，N、M均为整数，N×M＝L。在某些实施例中，所述箱体为立方体，所述两个相对面为立方体的两个端面。在某些实施例中，所述箱体由型钢焊接成的框架构成主体，底面铺设钢板，顶面为填土工作面，两个侧面镶嵌钢化玻璃。在某些实施例中，所述水平方向加力系统包括电泵式油压双向千斤顶。在某些实施例中，所述电泵式油压双向千斤顶安装在刚性挡墙纵向对称轴上。在某些实施例中，所述刚性挡墙纵向对称轴上安装有槽钢，所述电泵式油压双向千斤顶的柱塞顶杆顶端螺母的厚度与所述槽钢卡槽厚度相同。在某些实施例中，所述电泵式油压双向千斤顶安装高度可调。根据本专利技术技术方案及其在某些实施例中进一步改进的技术方案，本专利技术具有如下有益效果：抗倾覆系统可以控制墙体移动方位，满足荷载作用下墙体的严格平动模式。进一步通过双向千斤顶施力作用点与土压力合力作用点重合，减小倾覆力矩，实现墙体平动模式下主、被动非极限土压力测试。进一步采用型钢框架及透明钢化玻璃，结构稳固且透明箱体易于观察土体破坏模式及获取破裂面相关数据，对不同墙高、颗粒级配条件下非极限土压力的试验具有良好的可操作性。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步的说明。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的具体实施方式、示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术挡土墙墙背土压力试验装置结构示意图；图2是本专利技术挡土墙墙背土压力试验装置俯视图；图3是本专利技术挡土墙墙背土压力试验装置正视图；图4是本专利技术挡土墙墙背土压力试验装置施力端侧视图；图5是图2的I-I截面剖视图；图6是图2的II-II截面剖视图。其中：1为试验箱底板；2为竖向框架工字钢；3为横向联结工字钢；4为加劲肋角钢；5为透明钢化玻璃；6为槽钢轨道；7为挡墙加劲肋；8为双向施力固端槽钢；9为横向联动导杆；10为滚动轴承；11为三角框架；12为电泵式油压双向千斤顶；13为柱塞顶杆；14为LVDT线性位移计；15为斜向联结工字钢；16为卡位长槽；17为微型土压力盒；18为支架；19为刚性挡墙；20为反力墙；21为端部挡板；22为填土；100为水平方向加力系统和应力位移反馈系统；200为箱体。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的具体实施方式、实施例以及其中的特征可以相互组合。现将参考附图并结合以下内容详细说明本专利技术。为了使本领域技术人员更好的理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术具体实施方式、实施例中的附图，对本专利技术具体实施方式、实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的具体实施方式、实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式、实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术所述的两个正对的面是指两个面相互平行，并且其几何中心的连线与该两个面垂直。对于矩形面或正方形面其几何中心就是两条对角线的交点，圆形面的几何中心则是其圆心。本专利技术的挡土墙墙背土压力试验装置，由一个立方体形状的箱体200、水平方向加力系统101和应力位移反馈系统102构成，如图1所示。箱体200具有两个正对的面，其中一个面为固定的挡板21，另一个面为可移动的刚性挡墙19。挡板21和刚性挡墙19都是矩形面，刚性挡墙19与挡板21相对面安装有土压力传感器17。刚性挡墙19背面安装有水平方向加力系统101和应力位移反馈系统102。水平方向加力系统101用于推动刚性挡墙沿水平方向移动，应力位移反馈系统102用于采集刚性挡墙19位移距离、土压力传感器17数据和水平方向加力数据。本专利技术在刚性挡墙19背面连接有抗倾覆系统(图1中不可见)，用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.挡土墙墙背土压力试验装置，其特征在于，包括箱体，所述箱体具有两个正对的面，其中一个面为固定的挡板，另一个面为可移动的刚性挡墙；所述刚性挡墙与挡板相对面安装有土压力传感器；所述刚性挡墙背面安装有水平方向加力系统和应力位移反馈系统，所述水平方向加力系统用于推动刚性挡墙沿水平方向移动，所述应力位移反馈系统用于采集刚性挡墙位移距离、土压力传感器数据和水平方向加力数据；所述刚性挡墙背面连接有抗倾覆系统，所述抗倾覆系统用于保持刚性挡墙始终与挡板平行并处于挡板正对面，防止刚性挡墙发生非平动现象。/n

【技术特征摘要】
1.挡土墙墙背土压力试验装置，其特征在于，包括箱体，所述箱体具有两个正对的面，其中一个面为固定的挡板，另一个面为可移动的刚性挡墙；所述刚性挡墙与挡板相对面安装有土压力传感器；所述刚性挡墙背面安装有水平方向加力系统和应力位移反馈系统，所述水平方向加力系统用于推动刚性挡墙沿水平方向移动，所述应力位移反馈系统用于采集刚性挡墙位移距离、土压力传感器数据和水平方向加力数据；所述刚性挡墙背面连接有抗倾覆系统，所述抗倾覆系统用于保持刚性挡墙始终与挡板平行并处于挡板正对面，防止刚性挡墙发生非平动现象。


2.根据权利要求1所述的挡土墙墙背土压力试验装置，其特征在于，所述非平动现象包括上移、旋转倾覆及翻转倾覆。


3.根据权利要求1所述的挡土墙墙背土压力试验装置，其特征在于，所述抗倾覆系统包括型钢构成的两个相同的等腰直角三角形框架；所述两个等腰直角三角形框架的直角边分别焊接在刚性挡墙底部两边，并通过一根导杆联结在一起，所述导杆两端布置滚珠轴承，所述滚珠轴承限定在槽钢轨道中平动。


4.根据权利要求1所述的挡土墙墙背土压力试验装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖世国，蓝再成，王晨祺，邓明园，黎俊杰，张杰，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51