一种高速铁路桩承式路堤全断面变形测量透明土试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种高速铁路桩承式路堤全断面变形测量透明土试验装置，该装置包括模型槽、若干模型桩、桩帽和弹簧。所述模型槽整体为一个矩形箱体，由两个矩形槽体组成，在下部槽体中注水，上部槽体填充透明材料。桩体安置在上部模型槽，与底部模型槽的弹簧连接，通过在底部模型槽放水，模拟高速铁路桩承式路堤自重作用下的全断面变形沉降。所述模型槽安置在光学平台上，可通过观测线性激光发射器在透明土中形成的激光平面获得桩体和土体沉降的三维数据。该装置与实际相符合、操作方便、效率较高。

【技术实现步骤摘要】
一种高速铁路桩承式路堤全断面变形测量透明土试验装置
本技术涉及一种高速铁路桩承式路堤全断面变形测量透明土试验装置。
技术介绍
软土地基在我国的分布较为广泛，在软土地区修建高速铁路时，经常会遇到地基承载力不足、土体沉降过大等工程问题，影响高速铁路的正常使用。因此，软土地区工程在建设过程中，通常需要先进行地基处理。桩承式路堤具有其良好的承载力和较小的沉降量，因此被广泛用于高速铁路建设中。为提高承载力，通常在刚性桩顶部增加桩帽，并铺设加筋材料以增强桩基的受力性能，减小土体沉降。由于土拱效应和张拉膜效应的存在，路堤土体的变形过程复杂，对桩承式路堤的全断面变形过程的研究方法尚不成熟，传统的试验装置只能观测到试验土体表面的变形情况，无法直接观察土体内部的变形。若想获得内部变形数据，则需要在模型中埋入位移测量装置，且要求模型具有较大的尺寸，试验成本较高。现有技术中的透明土模型试验方法可以通过可视化分析得到路堤的三维变形场，但透明土模型试验装置只能用于模拟路堤的沉降过程，无法模拟刚性桩的沉降过程，也无法全面模拟路堤、桩基与桩间土的全断面变形分布。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种高速铁路桩承式路堤全断面变形测量透明土试验装置。为实现本技术目的而采用的技术方案是这样的，一种高速铁路桩承式路堤全断面变形测量透明土试验装置，包括模型槽、若干模型柱、若干弹簧、光学平台、钢架激光平台、高精度工业相机和激光线性发射器。所述钢架激光平台的下端安装到光学平台上，上端设置有透明板，透明板上设置有激光线性发射器，光学平台上设置有两个高精度工业相机和一个激光线性发射器。所述钢架激光平台的底部安装有模型槽，模型槽的形状呈长方体的，光学平台上的两个高精度工业相机和一个激光线性发射器分别位于模型槽三个侧壁的外侧，两个高精度工业相机对应两个相邻的侧壁。所述模型槽包括上模型槽和下模型槽，上模型槽和下模型槽均由透明材料制成的，上模型槽和下模型槽的形状均为长方体。所述上模型槽的上下端敞口且内部中空，下模型槽的上端敞口且内部中空，上模型槽的下端口与下模型槽的上端口密封连接。所述上模型槽和下模型槽之间设置有隔水乳胶膜，隔水乳胶膜上具有若干供弹簧穿过的预留孔洞。若干所述弹簧的下端连接到下模型槽的底面，上端穿过预留孔洞后伸入上模型槽。所述下模型槽底部的侧壁上设置有供进出水管穿过的排水孔洞，进出水管的一端穿过排水孔洞后伸入下模型槽内，另一端伸入烧杯内，进出水管上设置有排水阀门。所述上模型槽内填充有透明土体，该透明土体的上端记为透明土路堤，下端记为透明土地基，所述透明土路堤与透明土地基之间设置有透明材料土工格栅。所述透明材料土工格栅具有若干供模型柱穿过的通孔。所述透明土地基内竖直设置有若干模型柱，每个模型柱的下端与弹簧的上端连接，上端穿过通孔伸入透明土路堤，模型柱的上端连接有桩帽。进一步，所述上模型槽的四个下边缘均设置有外卷边Ⅰ，下模型槽的四个上边缘均设置有外卷边Ⅱ，外卷边Ⅰ与外卷边Ⅱ之间设置有采用橡胶材料制成的密封垫，外卷边Ⅰ与外卷边Ⅱ通过法兰连接。进一步，所述透明土路堤和透明土地基均由透明土颗粒材料填筑完成，透明土路堤的横截面呈梯形，透明土路堤的两侧填筑有孔隙液体。本技术的技术效果是毋庸置疑的，本技术可以实现土体内部变形的观测，可以观察到路堤和桩基整体协同作用下的形态变化过程；试验装置尺寸较小，安装方便，测量精度较高。本技术采用两层模型箱，可较好地模拟软土地基沉降情况，实现了梯形路堤沉降的全断面监测，试验装置和实际情况的符合程度较高，操作简单、造价低廉。附图说明图1为高速铁路桩承式路堤全断面变形测量透明土试验装置示意图；图2为模型槽剖视图；图3为下模型槽示意图；图4为下模型槽剖视图；图5为上模型槽示意图；图6为透明材料土工格栅示意图。图中：模型槽1、上模型槽101、下模型槽102、排水孔洞1021、模型柱2、弹簧3、隔水乳胶膜4、预留孔洞401、进出水管5、烧杯6、排水阀门7、透明土路堤8、透明土地基9、透明材料土工格栅10、通孔1001、桩帽11、光学平台12、法兰13、孔隙液体14、钢架激光平台15、高精度工业相机16和激光线性发射器17。具体实施方式下面结合实施例对本技术作进一步说明，但不应该理解为本技术上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本技术上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本技术的保护范围内。实施例1：本实施例公开了一种高速铁路桩承式路堤全断面变形测量透明土试验装置，包括模型槽1、若干模型柱2、若干弹簧3、光学平台12、钢架激光平台15、高精度工业相机16和激光线性发射器17。参见图1，所述钢架激光平台15的下端安装到光学平台12上，上端设置有透明板，透明板上设置有激光线性发射器17，光学平台12上设置有两个高精度工业相机16和一个激光线性发射器17。参见图1，所述钢架激光平台15的底部安装有模型槽1，模型槽1的形状呈长方体的，光学平台12上的两个高精度工业相机16和一个激光线性发射器17分别位于模型槽1三个侧壁的外侧，两个高精度工业相机16对应两个相邻的侧壁。参见图2，所述模型槽1包括上模型槽101和下模型槽102，上模型槽101和下模型槽102均由透明材料制成的，上模型槽101和下模型槽102的形状均为长方体。参见图5，所述上模型槽101的上下端敞口且内部中空，下模型槽102的上端敞口且内部中空，上模型槽101的四个下边缘均设置有外卷边Ⅰ，下模型槽102的四个上边缘均设置有外卷边Ⅱ，外卷边Ⅰ与外卷边Ⅱ之间设置有采用橡胶材料制成的密封垫，外卷边Ⅰ与外卷边Ⅱ通过法兰13连接。所述上模型槽101和下模型槽102之间设置有隔水乳胶膜4，隔水乳胶膜4上具有若干供弹簧3穿过的预留孔洞401。若干所述弹簧3的下端连接到下模型槽102的底面，上端穿过预留孔洞401后伸入上模型槽101。参见图3或4，所述下模型槽102底部的侧壁上设置有供进出水管5穿过的排水孔洞1021，进出水管5的一端穿过排水孔洞1021后伸入下模型槽102内，另一端伸入烧杯6内，进出水管5上设置有排水阀门7。参见图2，所述上模型槽101内填充有透明土体，该透明土体的上端记为透明土路堤8，下端记为透明土地基9，透明土路堤8和透明土地基9均由透明土颗粒材料填筑完成，透明土路堤8的横截面呈梯形，透明土路堤8的两侧填筑有孔隙液体14。所述透明土路堤8与透明土地基9之间设置有透明材料土工格栅10。参见图6，所述透明材料土工格栅10具有若干供模型柱2穿过的通孔1001。所述透明土地基9内竖直设置有若干模型柱2，每个模型柱2的下端与弹簧3的上端连接，上端穿过通孔1001伸入透明土路堤8，模型柱2的上端连接有桩帽11。所述弹簧3选用特定刚度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速铁路桩承式路堤全断面变形测量透明土试验装置，其特征在于：包括模型槽(1)、若干模型柱(2)、若干弹簧(3)、光学平台(12)、钢架激光平台(15)、高精度工业相机(16)和激光线性发射器(17)；/n所述钢架激光平台(15)的下端安装到光学平台(12)上，上端设置有透明板，透明板上设置有激光线性发射器(17)，光学平台(12)上设置有两个高精度工业相机(16)和一个激光线性发射器(17)；/n所述钢架激光平台(15)的底部安装有模型槽(1)，模型槽(1)的形状呈长方体的，光学平台(12)上的两个高精度工业相机(16)和一个激光线性发射器(17)分别位于模型槽(1)三个侧壁的外侧，两个高精度工业相机(16)对应两个相邻的侧壁；/n所述模型槽(1)包括上模型槽(101)和下模型槽(102)，上模型槽(101)和下模型槽(102)均由透明材料制成的，上模型槽(101)和下模型槽(102)的形状均为长方体；/n所述上模型槽(101)的上下端敞口且内部中空，下模型槽(102)的上端敞口且内部中空，上模型槽(101)的下端口与下模型槽(102)的上端口密封连接；所述上模型槽(101)和下模型槽(102)之间设置有隔水乳胶膜(4)，隔水乳胶膜(4)上具有若干供弹簧(3)穿过的预留孔洞(401)；/n若干所述弹簧(3)的下端连接到下模型槽(102)的底面，上端穿过预留孔洞(401)后伸入上模型槽(101)；所述下模型槽(102)底部的侧壁上设置有供进出水管(5)穿过的排水孔洞(1021)，进出水管(5)的一端穿过排水孔洞(1021)后伸入下模型槽(102)内，另一端伸入烧杯(6)内，进出水管(5)上设置有排水阀门(7)；/n所述上模型槽(101)内填充有透明土体，该透明土体的上端记为透明土路堤(8)，下端记为透明土地基(9)，所述透明土路堤(8)与透明土地基(9)之间设置有透明材料土工格栅(10)；所述透明材料土工格栅(10)具有若干供模型柱(2)穿过的通孔(1001)；/n所述透明土地基(9)内竖直设置有若干模型柱(2)，每个模型柱(2)的下端与弹簧(3)的上端连接，上端穿过通孔(1001)伸入透明土路堤(8)，模型柱(2)的上端连接有桩帽(11)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高速铁路桩承式路堤全断面变形测量透明土试验装置，其特征在于：包括模型槽(1)、若干模型柱(2)、若干弹簧(3)、光学平台(12)、钢架激光平台(15)、高精度工业相机(16)和激光线性发射器(17)；
所述钢架激光平台(15)的下端安装到光学平台(12)上，上端设置有透明板，透明板上设置有激光线性发射器(17)，光学平台(12)上设置有两个高精度工业相机(16)和一个激光线性发射器(17)；
所述钢架激光平台(15)的底部安装有模型槽(1)，模型槽(1)的形状呈长方体的，光学平台(12)上的两个高精度工业相机(16)和一个激光线性发射器(17)分别位于模型槽(1)三个侧壁的外侧，两个高精度工业相机(16)对应两个相邻的侧壁；
所述模型槽(1)包括上模型槽(101)和下模型槽(102)，上模型槽(101)和下模型槽(102)均由透明材料制成的，上模型槽(101)和下模型槽(102)的形状均为长方体；
所述上模型槽(101)的上下端敞口且内部中空，下模型槽(102)的上端敞口且内部中空，上模型槽(101)的下端口与下模型槽(102)的上端口密封连接；所述上模型槽(101)和下模型槽(102)之间设置有隔水乳胶膜(4)，隔水乳胶膜(4)上具有若干供弹簧(3)穿过的预留孔洞(401)；
若干所述弹簧(3)的下端连接到下模型槽(102)的底面，上端穿过预留孔洞(401)后伸入上模型槽(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁选明，杨长卫，王成龙，张钰，周航，
申请(专利权)人：重庆大学，西南交通大学，
类型：新型
国别省市：重庆;50