本实用新型专利技术提供一种抗滑桩土拱效应极限承载力测试装置，包括可视化模型箱和加载装置，加载装置位于可视化模型箱的上方；箱体内设置有两块倒“T”字形挡板，挡板包括平行于箱体侧面的竖直长翼板和垂直于箱体侧面的水平底板；两块水平底板之间设有脱料板和用于承载脱料板的水平旋转板；两块挡板的竖直长翼板、与挡板的竖直长翼板垂直的两个箱体侧面、挡板顶部水平设置的加载板、脱料板共同组成用于容纳试验土体的容土空间；所述的加载装置包括下部结构、上部结构及位于加载板上方用于对加载板施力的千斤顶，所述的下部结构包括四边形的底面及设置于底面四角的竖直向上的钢管。本装置能够分析不同因素影响下抗滑桩土拱效应极限承载力的变化规律。
Test device for ultimate bearing capacity of soil arch effect of anti slide pile
【技术实现步骤摘要】
抗滑桩土拱效应极限承载力测试装置
本技术属于岩土工程和地质工程
，具体涉及一种抗滑桩土拱效应极限承载力测试装置。
技术介绍
土拱效应是自然界广泛存在的自然现象，是由于介质的不均匀位移而导致土体表现出的一种特殊的空间效应。在边坡加固工程中广泛使用的抗滑桩，其承受滑坡荷载的主要机理即为土拱效应。近年来，与抗滑桩土拱效应相关的实测数据、试验模型以及理论研究越来越多，实践证明，关于抗滑桩土拱效应的研究成果可对类似工程设计起到指导和优化作用，并取得了良好的经济效益和社会效益。如前所述，土拱效应是抗滑桩在高边坡等岩土加固工程中最主要的加固机理。土拱效应所能承受的极限承载力关系着桩后土体的稳定，直接影响着诸如路基边坡等结构物的稳定性，也决定着桩间距、桩宽等设计参数的优化，因此是土拱效应研究中的重要指标。影响抗滑桩土拱效应极限承载力的因素众多，而目前对于这些因素对抗滑桩极限承载力的影响规律及影响效果如何还存在着诸多未知。现有测试方法通常只监测土拱稳定时的土体抗力，无法从土拱形成到土拱增强再到土拱破坏全过程来监测土拱所能抵抗的荷载变化规律，且对于不同因素(如桩宽、桩间距、砂土密实度、填土高度等)影响下的土拱极限承载力的变化规律缺少相应的研究。技术方案本技术提供一种土拱效应极限承载力测试装置，可以更加方便地分析从土拱形成到土拱增强再到土拱破坏全过程中土拱所能抵抗的荷载变化规律，更为重要的是，本承载力测试方法及装置还可研究不同因素(如桩宽、桩间距、砂土密实度、填土高度等)影响下的土拱极限承载力的变化规律。r>为了实现上述目的，本技术采用下述技术方案，一种抗滑桩土拱效应极限承载力测试装置，包括：可视化模型箱，所述的可视化模型箱包括一顶端及底端开口的透明箱体；所述箱体为长方体，箱体内平行设置有两块倒“T”字形挡板，所述挡板包括平行于箱体侧面的竖直长翼板和垂直于箱体侧面的水平底板；两块水平底板在同一水平面，且两块水平底板之间留有长方形空隙，所述空隙处设有脱料板；所述水平底板的上方设有钢板，下方设有用于承载脱料板的水平旋转板；所述两块挡板的竖直长翼板、与挡板的竖直长翼板垂直的两个箱体侧面、挡板顶部水平设置的加载板、脱料板共同组成用于容纳试验土体的容土空间；加载板下表面的中心设置有土压力盒；加载装置，所述的加载装置包括下部结构、上部结构及位于加载板上方用于对加载板施力的千斤顶，所述的下部结构包括四边形的底面及设置于底面四角的竖直向上的钢管；上部结构包括四边形的顶面及设置于顶面四角的竖直向下的钢管；竖直向下的钢管对应嵌插入竖直向上的钢管中通过销钉固定连接，所述千斤顶倒置于顶面的下表面；垫块，所述垫块为两个，位于下部结构的底面上，两个垫块之间留有一定距离；所述可视化模型箱置于垫块上。脱料板的尺寸与长方形空隙相同。所述加载板的尺寸为挡板和与挡板垂直的两个箱体侧面组成的空间的横截面大小，用于给试验土体传递压力。优选的，所述的可视化模型箱为由四块透明的有机玻璃拼接而构成的顶端和底端开口的长方体结构，且有机玻璃的连接处用防水胶进行密封。优选的，所述每块水平底板底部均固定有两块水平旋转板，四块水平旋转板共同支撑脱料板。优选的，所述代替抗滑桩的钢板和水平旋转板分别通过螺栓连接在水平底板上。优选的，所述两块挡板在箱体内沿箱体前后方向的对称轴对称。使用上述装置进行抗滑桩土拱效应极限承载力测试的方法，包括以下步骤：(一)建造抗滑桩土拱效应极限承载力测试装置将试验土体倒入可视化模型箱中，直至可视化模型箱内填土达到设计高度，整平土体，土压力盒粘贴在加载板下表面中心位置，加载板放在整平后土体之上，将加载装置的上部结构固定于下部结构上；(二)开始试验在土体上均匀施加压力，使土体在外力作用下破坏并最终从可视化模型箱底部脱出，应变采集仪记录整个过程中的土压力值，加载直至可视化模型箱内土体坍塌破坏；(三)调整代替抗滑桩的钢板的间距、代替抗滑桩的钢板的宽度、试验土体密实度、填土高度等参数，重复上述步骤(一)、步骤(二)，以实现多因素影响下的土拱效应极限承载力的测试；(四)试验结果分析试验加载结束后，分析单因素下土拱抵抗荷载的变化规律，并比较不同因素影响下土压力的峰值。优选的，在土体上均匀施加压力的方法是使用千斤顶(2c)将加载板(3)匀速作用在土体上。优选的，步骤(四)所述试验结果中土压力峰值的分析方法为：试验加载结束后，比较不同代替抗滑桩的钢板的间距下土压力盒的峰值，峰值最高的土压力对应的桩间距，土拱极限承载能力最好；比较不同代替抗滑桩的钢板的宽度下土压力盒的峰值，峰值最高的土压力对应的桩宽，土拱极限承载能力最好；比较不同试验土体密实度下土压力盒的峰值，峰值最高的土压力对应的土体性质，土拱极限承载能力最好；比较不同填土高度下土压力盒的峰值，峰值最高的土压力对应的填土高度，土拱极限承载能力最好。优选的，步骤(一)所述测试装置由透明箱体、两侧挡板、加载装置、试验土体、垫块、脱料板、加载板、代替抗滑桩的钢板以及土压力盒组成；其组装方法为：将两块垫块放在加载装置下部结构的底面上，每块垫块上分别放置两侧挡板，调整两侧挡板之间的距离，将透明箱体套在挡板的两竖直长翼板外侧使得透明箱体内壁与两竖直长翼板共同构成用于容纳试验土体的容土空间，旋转两侧挡板底部的旋转板，将脱料板放在旋转板上。本申请实施例提供的一个或者多个技术方案至少具有以下技术效果：提供了一种抗滑桩土拱效应极限承载力测试装置，可以更加灵活多变地研究土体在多因素影响下的土拱极限承载力变化规律。一方面能更加方便地分析从土拱形成到土拱增强再到土拱破坏全过程中土拱所能抵抗的荷载变化规律，更为重要的是，本测试装置为开展不同因素(如桩宽、桩间距、砂土密实度、填土高度等)影响下土拱效应极限承载力的变化规律研究提供了更加方便和快捷的测试途径，从而为抗滑桩加固路基高边坡的设计参数优化提供科学的试验数据支撑。附图说明图1为本技术实施例的装置的主视图；图2为本技术实施例的加载装置的主视图；图3为本技术实施例的两侧挡板主视图；图4为本技术实施例的挡板的俯视图；图5为不同的代替抗滑桩的钢板间距下加载板所受土压力；图6为压实度恒定工况下拱高随间距变化；图7为桩间距恒定工况下拱高随压实度变化；图8为不同间距下的极限承载力拟合曲线；图9为不同压实度时加载板所受土压力。附图标记：1、挡板，1a、竖直长翼板，1b、水平旋转板，1c、螺栓，2、加载装置，2a、下部结构，2b、上部结构，2c、千斤顶，3、加载板，4、垫块，5、脱料板，6、试验土体，7、透明箱体，8、钢板，9、土压力盒。具体实施方式实施例1如图1至图4所示，为抗滑桩土拱效应极限承载力测试试验装置的结构示意图，包括：可视化模型箱，所述的可视化模型箱包括一顶端及本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抗滑桩土拱效应极限承载力测试装置，其特征在于，包括：/n可视化模型箱，所述的可视化模型箱包括一顶端及底端开口的透明箱体(7)；所述箱体为长方体，箱体内平行设置有两块倒“T”字形挡板(1)，所述挡板(1)包括平行于箱体侧面的竖直长翼板(1a)和垂直于箱体侧面的水平底板；两块水平底板在同一水平面，且两块水平底板之间留有长方形空隙，所述空隙处设有脱料板(5)；所述水平底板的上方设有钢板，下方设有用于承载脱料板(5)的水平旋转板(1b)；所述两块挡板(1)的两竖直长翼板(1a)、与挡板(1)的竖直长翼板(1a)垂直的两个箱体侧面、挡板(1)顶部水平设置的加载板(3)、脱料板(5)共同组成用于容纳试验土体(6)的容土空间；加载板(3)下表面的中心设置有土压力盒(9)；/n加载装置(2)，所述的加载装置(2)包括下部结构(2a)、上部结构(2b)及位于加载板(3)上方用于对加载板(3)施力的千斤顶(2c)，所述的下部结构(2a)包括四边形的底面及设置于底面四角的竖直向上的钢管；上部结构(2b)包括四边形的顶面及设置于顶面四角的竖直向下的钢管；竖直向下的钢管对应嵌插入竖直向上的钢管中通过销钉固定连接，所述千斤顶(2c)倒置于顶面的下表面；/n垫块(4)，所述垫块(4)为两个，位于下部结构(2a)的底面上，两个垫块(4)之间留有一定距离；/n所述可视化模型箱置于垫块(4)上。/n...
【技术特征摘要】
1.一种抗滑桩土拱效应极限承载力测试装置，其特征在于，包括：
可视化模型箱，所述的可视化模型箱包括一顶端及底端开口的透明箱体(7)；所述箱体为长方体，箱体内平行设置有两块倒“T”字形挡板(1)，所述挡板(1)包括平行于箱体侧面的竖直长翼板(1a)和垂直于箱体侧面的水平底板；两块水平底板在同一水平面，且两块水平底板之间留有长方形空隙，所述空隙处设有脱料板(5)；所述水平底板的上方设有钢板，下方设有用于承载脱料板(5)的水平旋转板(1b)；所述两块挡板(1)的两竖直长翼板(1a)、与挡板(1)的竖直长翼板(1a)垂直的两个箱体侧面、挡板(1)顶部水平设置的加载板(3)、脱料板(5)共同组成用于容纳试验土体(6)的容土空间；加载板(3)下表面的中心设置有土压力盒(9)；
加载装置(2)，所述的加载装置(2)包括下部结构(2a)、上部结构(2b)及位于加载板(3)上方用于对加载板(3)施力的千斤顶(2c)，所述的下部结构(2a)包括四边形的底面及设置于底面四角的竖直向上的钢管；上部结构(2b)包括四...
【专利技术属性】
技术研发人员：张思峰，韩冰，陈兴吉，商淑杰，高雪池，薛志超，祝少纯，李光华，卓秋林，任士朴，
申请(专利权)人：山东建筑大学，齐鲁交通发展集团有限公司，山东华鉴工程检测有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37
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