电动移动挡墙试验系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电动移动挡墙试验系统，包括模型箱、反力架、电动推杆、活动挡墙，用于装土的模型箱四周挡板为有机玻璃，在模型箱一侧安装有高强铝合金反力架；电动推杆共四个，上下各两个，每个电动推杆上安装电动机，通电后推杆可以自由伸缩，推杆的一端固定在反力架上，另一端通过铰接装置与挡墙连接。当上、下各两个电动推杆平移距离不同时，通过铰接装置拉动挡墙随之水平移动或转动。本发明专利技术提供了一种可以分析邻近基坑开挖对既有复合地基影响以及既有复合地基作用下邻近基坑开挖过程中坑外土压力计算问题的电动移动挡墙试验系统。利用该装置进行试验可以解决邻近基坑开挖对周边环境影响问题。

【技术实现步骤摘要】
电动移动挡墙试验系统
本专利技术涉及一种电动移动挡墙试验系统，其用于分析邻近基坑开挖对既有复合地基影响以及既有复合地基作用下邻近基坑开挖过程中坑外土压力计算问题。
技术介绍
伴随着地下车库、地下商业街、地下综合管廊、地铁车站、地下公路隧道等地下空间工程建设，基坑越来越多，也越来越深，拟建基坑与周围建筑也越来越近。对于广泛采用复合地基的大多数建（构）筑物，基坑支护体系选型以及基坑开挖状态与紧邻复合地基沉降和建（构）筑物结构变形状态密切相关，如图1所示。因此评价基坑、紧邻复合地基和建（构）筑物三者之间的随机状态，并能通过设计与施工优化消除基坑开挖施工可能引发的灾害风险，对于此类地下工程开发建设而言是极其有利的。而对于郑州乃至全国范围内，节约型城市建设中地下空间开发与利用发展而言是必须具备的。本方案试图构建一种电动移动挡墙试验系统用于模拟研究基坑、紧邻复合地基和建（构）筑物三者之间的随机状态，该装置结构简单，成本低廉，功能多样，使用效果好。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可以分析邻近基坑开挖对既有复合地基影响以及既有复合地基作用下邻近基坑开挖过程中坑外土压力计算问题的电动移动挡墙试验系统。为解决上述科学问题，本专利技术拟定技术方案如下：一种电动移动挡墙试验系统，其特征在于：模型箱、反力架、电动推杆、活动挡墙，用于装土的模型箱四周挡板为有机玻璃，试验人员可以透过有机玻璃观察模型箱内的情况；在模型箱一侧安装有高强铝合金反力架；电动推杆共四个，上下各两个，每个推杆上安装电动机，通电后推杆可以自由伸缩，推杆的一端固定在反力架上，另一端通过铰接装置与挡墙连接，当上、下各两个电动推杆平移距离不同时，通过铰接装置拉动挡墙随之转动。所述模型箱四周挡板分为前、后、左、右挡板，均由有机玻璃制成。模型箱的前侧挡板为活动挡墙，模型箱的后侧挡板为出土挡板。所述活动挡墙朝向箱子内的墙面上开设多个圆孔，用于安装土压力盒，同时开设多个长条形线槽，用于放置数据线。所述土压力盒安装在活动挡墙朝向箱子内的墙面上开设的圆孔内，用于测量模型箱中填土后作用在活动挡墙上的土压力。所述电动推杆共四个，上下各两个，即分为上、下顶推杆。所述上顶推杆、下顶推杆的前端与高强铝合金反力架相连，后端通过后铰接结构与所述活动挡墙相连以拉动活动挡墙平移或转动。所述后铰接结构包括与活动挡墙固定相连的U形件底板、U形侧板，所述U形侧板上安装有铰接轴，该轴与推杆连接。本专利技术的有益效果为：本专利技术中，四个电动推杆可以分离控制伸缩量，以此实现活动挡墙平动、转动，并且由于电动推杆与活动挡墙通过铰接装置连接，可以防止挡墙转动量过大时产生倾覆。活动挡墙模拟支挡结构，模型箱中的填充土层模拟真实土层，土压力盒测得土压力的变化，从而方便分析邻近基坑开挖对既有复合地基影响以及既有复合地基作用下邻近基坑开挖过程中坑外土压力计算问题。附图说明图1是本专利技术的
技术介绍
附图；图2是本专利技术的一个实施例的结构示意图；图3是图2的B向剖视图；图4是图3的侧视图；图5是图2中上顶推杆与后铰接结构的配合示意图。具体实施方式一种电动移动挡墙试验系统的实施例2~5所示：包括高强铝合金反力架7、模型箱2，高强铝合金反力架与模型箱前后布置，模型箱左、右两侧挡板（1、13）、活动挡墙14、出土挡板11均采用有机玻璃制成，出土挡板11与模型箱2通过螺栓连接。反力架通过四个反力架连接件4与模型箱可拆连接，本实施例中反力架连接件4为G字夹，G字夹属于现有技术，其包括C形的骨架，骨架上螺纹连接有顶进螺杆，使用时，可以通过G字夹将反力架固定于模型箱框架上，在不使用时，可以方便的将反力架在模型箱框架上拆除，以便于运输。反力架包括反力架底座8和反力架侧壁5，反力架底座和反力架侧壁构成U形结构，其中反力架底座和反力架侧壁为由横梁、纵梁构成的框架结构，反力架侧壁包括竖直方向上安装的反力架纵梁10与模型箱框架上的纵梁15，使用时通过所述G字夹4将框架纵梁15和反力架纵梁10固定在一起。反力架还包括固定于所述反力架底座上的反力板9，反力板9上、下安装有可以单独线性移动的上顶推杆6和下顶推杆17，上、下顶推杆的高度两两保持一致，四个顶推杆构成了空间的四连杆。上顶推杆、下顶推杆的前端与高强铝合金反力架7相连，其后端通过后铰接结构3与所述活动挡墙相连以拉动活动挡墙平移或转动。本实施例中，后铰接结构包括上、下连接件，上、下连接件分别于上、下顶推杆连接，其形状如U形件，U形件侧板为上下对称布置的直角三角形结构，U形件包括与活动挡墙固定相连的U形件底板19和两个U形件侧板12，两个U形件侧板12上设置有铰接轴18，将各顶推杆与活动挡墙连接在一起。上顶推杆的前端通过前铰接结构16与反力架相连，下顶推杆的前端固定于反力架上。活动挡墙朝向箱子内的墙面上开设多个圆孔，用于安装土压力盒，同时开设多个长条形线槽，用于放置数据线。本实施例中土压力盒，用于测量模型箱中填土后作用在活动挡墙上的土压力。本专利技术中四个电动推杆可以分离控制伸缩量，以此实现活动挡墙平动、转动，并且由于电动推杆与活动挡墙通过铰接装置连接，可以防止挡墙转动量过大时产生倾覆；后侧挡板与模型箱通过螺栓连接，可以实现方便的进土和出土。该电动移动挡墙试验系统可以实现自动化控制，可实现主被动土压力试验，结构简单，成本低廉，功能多样，使用效果好。利用该装置进行试验可以分析邻近基坑开挖对既有复合地基影响以及既有复合地基作用下邻近基坑开挖过程中坑外土压力计算问题。需要指出的是，通过在电动移动挡墙试验系统的外部设置竖向反力架装置，实现竖向荷载的施加，用于模拟复合地基与挡墙位移变化相互作用的模型试验；通过增加反力架装置，不仅可以模拟活动挡墙位移变化及填土宽度与土压力分布的关系，同时可以模拟不同位移方式下邻近复合既有建筑复合地基（或桩基）与活动挡墙位移变化的相互作用；另外在模型箱中埋设隧道、桩、管线等，通过转动或平动挡墙，可以模拟研究基坑开挖卸载对上述对象的影响；在模型箱左、右两侧挡板外设置相机三脚架，模型箱框架顶部呈阵列式放置激光位移传感器，激光位移传感器进行精密的几何测量，相机三脚架上放置的相机实时拍照记录，通过结合PIV技术进行分析，可以模拟研究基坑开挖对周围土体的位移及变形影响。最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本专利技术进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本专利技术的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本专利技术技术方案的精神，其均应涵盖在本专利技术请求保护的技术方案范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动移动挡墙试验系统，其特征在于：包括模型箱、反力架、电动推杆、活动挡墙，模型箱的四周挡板为有机玻璃，在模型箱一侧安装有高强铝合金反力架；电动推杆共四个，上下各两个，每个电动推杆上安装电动机，电动推杆的一端固定在反力架上，另一端通过铰接装置与挡墙连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种电动移动挡墙试验系统，其特征在于：包括模型箱、反力架、电动推杆、活动挡墙，模型箱的四周挡板为有机玻璃，在模型箱一侧安装有高强铝合金反力架；电动推杆共四个，上下各两个，每个电动推杆上安装电动机，电动推杆的一端固定在反力架上，另一端通过铰接装置与挡墙连接。


2.根据权利要求1所述的电动移动挡墙试验系统，其特征在于：所述模型箱四周挡板分为前、后、左、右挡板，均由有机玻璃制成，模型箱的前侧挡板为活动挡墙，模型箱的后侧挡板为出土挡板。


3.根据权利要求2所述的电动移动挡墙试验系统，其特征在于：所述活动挡墙朝向箱子内的墙面上开设多个圆孔，用于安装土压力盒，同时开设多个长条形线槽，用于放置数据线。

【专利技术属性】
技术研发人员：赵世永，李咏梅，辛勇慧，李明宇，陶云超，靳军伟，刘永辉，于伟光，赵松状，温法庆，李春英，李光，
申请(专利权)人：中铁十五局集团有限公司，中铁十五局集团城市轨道交通工程有限公司，郑州大学，
类型：新型
国别省市：上海;31