一种模拟土体对桩基约束作用的实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种模拟土体对桩基约束作用的实验装置，属于岩土工程技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种模拟土体对桩基约束作用的实验装置


[0001]本专利技术岩土工程
，具体涉及一种模拟土体对桩基约束作用的实验装置
。

技术介绍

[0002]岩土工程的建设过程中，桩基础的设计尤为重要，桩基础承载着整个建筑的上部的主要荷载，土体与桩基础之间的作用是提升承载力的
。
因此在实验研究桩承载状态时，土体对桩基的约束是需要考虑的变量
。
[0003]现有技术中也出现了一些用以研究桩基承载能力与土体约束关系的装置，比如在实验箱内装入土体，实验用桩基埋于土体内，然后通过推杆等装置，在侧向对土层施压，进而模拟土层对桩基约束力，然后再进行承载能力的实验；而在实际实验中，上述装置的设计构思简单，模拟土层约束桩基的形式单一，难以与实际中土体约束桩基的作用和参数进行等效，因此难以较为准确模拟土体对桩的约束作用
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种模拟土体对桩基约束作用的实验装置，用以提升土体对桩基的约束作用和场景的模拟效果，提升桩基承载能力试验的准确性
。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]本专利技术一种模拟土体对桩基约束作用的实验装置，包括矩形设置的立柱，所述立柱的中下部设有固定于立柱上的底板，所述底板上一组相对端上对称设置设有若干竖直拼接的第一中空板，另一组相对端封闭设置，所述第一中空板的两端上均设有至少一组与之滑动连接的光杆，所述光杆的两端固定于立柱上，若干所述第一中空板的内部均设有第一弹性封膜，所述第一弹性封膜的一端固定于底板的下表面上，所述第一弹性封膜的另一端固定于立柱的上端面上，所述第一中空板的外侧设有第一加压机构，所述第一加压机构包括安装架
、
直线电机
、
横向连接板
、
若干竖向连接板和若干长度不一的顶杆，所述安装架的两端固定连接于立柱的侧面上，所述直线电机固定于安装架的中部，且直线电机的输出端朝向第一中空板设置，所述横向连接板的中部固定于直线电机的输出端上，若干所述竖向连接板均布固定于横向连接板上，若干所述顶杆的一端固定于竖向连接板上，若干所述顶杆的另一端均布设置于第一中空板的外侧面上
。
[0007]本技术方案的工作原理为：
[0008]在底板上方填入实验土，将实验桩基埋于实验土的中部，然后启动两侧的直线电机，通过将直线电机的推力传递至顶杆上，然后作用于第一中空板上，第一中空板在顶杆的作用下将会向内移动挤压实验土，即实验土会对桩基施加一个约束力，然后再通过上方设置的液压机构作用于桩基的端部上，进而通过设置于桩基上的传感器对桩基的受力情况进行采集，然后分析土层约束对桩基的承载能力的影响，不难理解的是，由于顶杆长度不一，则接触第一中空板的时间不相同，则不同顶杆处的第一中空板施加于实验土上的力不相同，即对桩基的约束力不同，即本装置可模拟不同深度的土层对桩基的约束力，进而提高土
层对桩基承载能力试验的准确性
。
[0009]进一步，所述底板封闭设置的端部上均设有若干竖直拼接的第二中空板，所述第二中空板的数量和位置与第一中空板对应设置，所述第二中空板朝向第一中空板设置的两端内对称设有滑板，位于所述第二中空板内部的两滑板端部之间设有第一弹簧，其有益之处在于，第一中空板向内挤压时，滑板会压缩弹簧向第二中空板的内部，避免了干涉，同时第一弹簧还能在失去第一中空板作用力后，带动滑板复位，避免实验土跑出
。
[0010]进一步，所述第二中空板的外侧面均设有第二加压机构，所述第二加压机构包括对称设置的第一连接块和对称设置的连杆，所述第一连接块滑动连接于光杆上，所述连杆的一端转动连接于第一连接块上，所述连杆的另一端转动连接于第二中空板的中部，其有益之处在于，此种设置方式，通过第一中空板移动，推动第一连接块在光杆上滑动，从而使连杆的另一端向底板的中部旋转，进而施加一个作用力给第二中空板，进而实现对该侧土层的挤压，使土层实现对桩基的四向约束，进一步提升土层对桩基的约束效果
。
[0011]进一步，所述连杆为伸缩杆，其有益之处在于，伸缩杆的设置即可调整期长度，进而调整连杆端部在光杆上的位置，进而调整第一中空板与连杆的接触时间，进而对不同第二中空板施加于土层的作用力进行调整，即也调整该方向上不同深度土层对桩基的约束力，当然伸缩杆在伸缩之后需要被限位，为现有技术
(
销孔和限位销的设置即可
)。
[0012]进一步，所述连杆与第二中空板连接部位上均设有第二弹簧，所述第二弹簧的一端固定于连杆的端部上，所述第二弹簧的另一端滑动连接于光杆上，其有益之处在于，第二弹簧的设置保证对称设置的连杆端部与光杆之间形成一定夹角，提升第一中空板的推动效果
(
若两连杆端部齐平，则会出现锁死的情况
)
；同时第二弹簧还能在失去第一中空板的作用力后，带动第二中空板复位
。
[0013]进一步，所述第二中空板与底板接触的面上设有凹槽，所述底板上设有凸棱，所述凹槽滑动卡接于凸棱上，其有益之处在于，滑动限位连接，避免第二中空板出现旋转运动的情况
。
[0014]进一步，若干所述拼接设置的第二中空板上均设有第二弹性封膜，所述第二弹性封膜的一端固定于底板上，另一端固定于立柱上，其有益之处在于，当第二中空的运动距离不一致时，第二弹性封膜起到密封相邻第二中空板之间间隙的作用，当然第二弹性封膜的长度宽度可根据实际情况进行设置，优选，第二弹性封膜还应该将滑板的表面覆盖
。
[0015]进一步，所述顶杆与竖向连接板连接的一端上均设有螺纹杆，所述竖向连接板上设有与螺纹杆匹配的螺母，其有益之处在于，螺纹杆可调节顶杆与第一中空板之间的距离，即可调节不同深度对桩基的约束力
。
[0016]进一步，所述顶杆与第一中空板接触的一端上设有压力传递板，所述压力传递板与第二中空板接触，所述压力传递板朝向顶杆的一侧面上设有中空套筒，所述中空套筒的一端固定连接于压力传递板上，另一端与顶杆滑动连接，且所述压力传递板和顶杆的端部之间设有第三弹簧，其有益之处在于，当对桩基施加承载力时，桩基会对土层进行挤压和压缩，而由于实验土的体积小，在施加一定力矩压缩之后，已经被压缩密实，难以进行再次压缩，因此难以模拟桩基挤压土层，导致土层被压缩的情况，而第三弹簧的设置就解决了这一问题，可根据选择第三弹簧的刚度
(
或者通过螺栓挤压进行刚度的调节
)
，从而确定弹簧被压缩的力，进而模拟桩基对土层的压缩程度，进一步提升土层对桩基承载能力的实验准确
性
(
另一侧可调节第二弹簧的刚度需求实现
)。
[0017]本专利技术的有益效果在于：
[0018](1)
若干第一中空板的分层设置，配合不同长度顶杆的使用，使本装置能模拟不同深度土层对桩基的约束力大小，同时不同深度土层的约束力大小只需要一个直线电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种模拟土体对桩基约束作用的实验装置，包括矩形设置的立柱，所述立柱的中下部设有固定于立柱上的底板，其特征在于：所述底板上一组相对端上对称设置设有若干竖直拼接的第一中空板，另一组相对端封闭设置，所述第一中空板的两端上均设有至少一组与之滑动连接的光杆，所述光杆的两端固定于立柱上，若干所述第一中空板的内部均设有第一弹性封膜，所述第一弹性封膜的一端固定于底板的下表面上，所述第一弹性封膜的另一端固定于立柱的上端面上，所述第一中空板的外侧设有第一加压机构，所述第一加压机构包括安装架
、
直线电机
、
横向连接板
、
若干竖向连接板和若干长度不一的顶杆，所述安装架的两端固定连接于立柱的侧面上，所述直线电机固定于安装架的中部，且直线电机的输出端朝向第一中空板设置，所述横向连接板的中部固定于直线电机的输出端上，若干所述竖向连接板均布固定于横向连接板上，若干所述顶杆的一端固定于竖向连接板上，若干所述顶杆的另一端均布设置于第一中空板的外侧面上
。2.
根据权利要求1所述的一种模拟土体对桩基约束作用的实验装置，其特征在于：所述底板封闭设置的端部上均设有若干竖直拼接的第二中空板，所述第二中空板的数量和位置与第一中空板对应设置，所述第二中空板朝向第一中空板设置的两端内对称设有滑板，位于所述第二中空板内部的两滑板端部之间设有第一弹簧
。3.
根据权利要求2所述的一种模拟土体对桩基约束作用的实验装置，其特征在于：所述第二中空板的外侧面均设有第二加压机构，所述第二加压机构包括对称设置的第一连接块和...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩万水，贾绍明，王涛，肖济邦，陈适之，梁雄，余夕，赵卫华，张景，李乾坤，武建中，廖鸿钧，
申请(专利权)人：广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：