本實(shí)用新型屬于土木工程中的樁基工程技術(shù)，具體涉及一種多功能樁基模擬試驗(yàn)箱。

背景技術(shù)：

近年來隨著高層、超高層建筑的興建，樁基礎(chǔ)因其承載力高，變形小等特點(diǎn)得到了越來越多的重視。前人多集中于對(duì)理論的研究，但由于假設(shè)條件太多，有時(shí)對(duì)于同一樁長(zhǎng)，同一樁徑的基樁，不同理論公式得到承載力和沉降相差甚遠(yuǎn)。原位試驗(yàn)由于場(chǎng)地條件或機(jī)械設(shè)備的限制有時(shí)無法實(shí)施，而且絕大多數(shù)原位試驗(yàn)都是在特定場(chǎng)地進(jìn)行的某一樁長(zhǎng)、樁徑的研究，難以對(duì)樁基進(jìn)行系統(tǒng)的研究，對(duì)于群樁的原位試驗(yàn)幾乎沒有。

因此，在滿足模型試驗(yàn)相似理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行樁基模型試驗(yàn)不失為研究樁基的有效方法。周曉龍通過研究，發(fā)明了一種可變參數(shù)超長(zhǎng)樁有效樁長(zhǎng)研究模擬試驗(yàn)箱(專利號(hào)：ZL201510195754.1)，但該發(fā)明沒有考慮不同樁端處地基土彈性模量的問題，也沒對(duì)樁周土和樁端的沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)。對(duì)于樁基特別是超長(zhǎng)樁模型試驗(yàn)完成后，如何方便的取出地基土進(jìn)行下一組試驗(yàn)也沒進(jìn)行探究。目前的模型試驗(yàn)，基本沒有考慮不同基樁底部樁端土的變化，也沒有考慮同一組試驗(yàn)中樁長(zhǎng)、樁距等條件的變化。其實(shí)這些都是優(yōu)化基礎(chǔ)工作性狀，減小建筑物沉降差異性的重要課題。另外試驗(yàn)中由于填土等操作，樁端不可避免的會(huì)脫離原來設(shè)定的位置從而造成樁距的改變，這樣會(huì)給試驗(yàn)結(jié)果帶來誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多功能樁基模型試驗(yàn)箱，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作便捷，可重復(fù)使用，并且可以提高試驗(yàn)精確度。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：一種多功能樁基模擬試驗(yàn)箱，包括箱體、可卸式螺絲、調(diào)節(jié)器和模擬樁；

所述箱體由鋼化玻璃板和角鋼組合而成，箱體的前側(cè)為可開關(guān)的鋼化玻璃門，鋼化玻璃門兩邊分別設(shè)有合頁和插銷，箱體的兩個(gè)側(cè)壁上設(shè)有排水孔，排水孔內(nèi)側(cè)安裝過濾網(wǎng)，箱體的底板預(yù)留孔洞并安裝可卸式螺絲；

所述調(diào)節(jié)器內(nèi)置彈簧和位移傳感器，調(diào)節(jié)器通過其底端設(shè)有的內(nèi)嵌式螺紋固定在所述可卸式螺絲上，所述模擬樁放置在彈簧的上面，位移傳感器外接電腦。

作為優(yōu)選，所述鋼化玻璃門上標(biāo)有水平刻度線，可用于觀察地基土的分層填筑和沉降。

作為優(yōu)選，所述箱體底板繪制有坐標(biāo)刻度線，坐標(biāo)刻度線上預(yù)留孔洞供可卸式螺絲固定。

本實(shí)用新型所述鋼化玻璃門可打開，以用于試驗(yàn)完卸土，所述的調(diào)節(jié)器按試驗(yàn)要求，內(nèi)部可放置不同剛度的彈簧來模擬樁端土彈性模量，并且有內(nèi)嵌式螺紋，可用于固定在箱底板的可卸式螺絲上，彈簧下部安裝位移傳感器，并且連接電腦實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)。所述的可卸式螺絲可按試驗(yàn)要求固定于箱體底板上。

本實(shí)用新型的有益效果：

(1)箱體的前側(cè)鋼化玻璃板做成可打開的門以優(yōu)化布樁，并可以在試驗(yàn)完成后方便取出箱體中的地基土，特別箱體較高時(shí)，門的優(yōu)勢(shì)更為突出；

(2)箱體的前側(cè)鋼化玻璃門上繪制有水平刻度線，在填筑地基土?xí)r，可以在填筑到一定標(biāo)高時(shí)進(jìn)行分層夯實(shí)，這樣有利于控制地基土的密實(shí)度，并且在對(duì)樁基進(jìn)行加載的同時(shí)觀察地基土的沉降；

(3)箱體底板繪制有坐標(biāo)刻度線，每個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)都可用于固定螺絲，調(diào)節(jié)器可旋擰于螺絲上，這樣的好處在于可以簡(jiǎn)化布樁，減小填筑地基土過程中對(duì)群樁樁距的影響；

(4)箱體的左右側(cè)壁留有排水孔，并且側(cè)壁內(nèi)側(cè)安裝有過濾網(wǎng)，在用黏土、粉土等模擬地基土?xí)r，用于地基固結(jié)排水；

(5)調(diào)節(jié)器可根據(jù)需要選用不同的直徑和長(zhǎng)度，當(dāng)樁長(zhǎng)較短時(shí)就選用較長(zhǎng)的調(diào)節(jié)器，保證加載裝置對(duì)樁體進(jìn)行加載。特別是對(duì)群樁中有長(zhǎng)短樁的情況，可預(yù)先在不同的位置安裝不同長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)器，再在其上放置樁體；

(6)調(diào)節(jié)器內(nèi)置彈簧和位移傳感器，根據(jù)各基樁樁端土的彈性模量選取彈簧，特別在場(chǎng)地存在孤石、溶洞等情況時(shí)，可能在個(gè)別基樁樁端存在“異?！睜顩r，此時(shí)調(diào)節(jié)器的作用對(duì)合理模擬群樁承載力性狀至關(guān)重要；位移傳感器連接電腦，可以實(shí)時(shí)采集每級(jí)荷載樁端沉降情況。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型多功能樁基模擬試驗(yàn)箱結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本實(shí)用新型調(diào)節(jié)器示意圖；

圖中標(biāo)記：1.模擬樁、2.彈簧、3.位移傳感器、4.調(diào)節(jié)器、5.可卸式螺絲、6.合頁、7.水平刻度線、8.插銷、9.過濾網(wǎng)、10.排水孔、11.角鋼、12.鋼化玻璃板、13.坐標(biāo)刻度線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明：

如圖1和2所示，一種多功能樁基模擬試驗(yàn)箱，包括箱體、可卸式螺絲5、調(diào)節(jié)器4和模擬樁1；所述箱體由鋼化玻璃板12和角鋼11組合而成，箱體的前側(cè)為可開關(guān)的鋼化玻璃門，鋼化玻璃門兩邊分別設(shè)有合頁6和插銷8，箱體的兩個(gè)側(cè)壁上設(shè)有排水孔10，排水孔10內(nèi)側(cè)安裝過濾網(wǎng)9，箱體的底板預(yù)留孔洞并安裝可卸式螺絲5；

所述調(diào)節(jié)器4內(nèi)置彈簧2和位移傳感器3，調(diào)節(jié)器4通過其底端設(shè)有的內(nèi)嵌式螺紋固定在所述可卸式螺絲5上，所述模擬樁1放置在彈簧2的上面，位移傳感器3外接電腦。所述鋼化玻璃門上標(biāo)有水平刻度線7，所述箱體底板繪制有坐標(biāo)刻度線13。

調(diào)節(jié)器4中的彈簧2是按試驗(yàn)要求模擬不同樁端地基土彈性模量而進(jìn)行設(shè)計(jì)的，實(shí)驗(yàn)前將設(shè)計(jì)好剛度的彈簧2放入調(diào)節(jié)器4中，然后將模擬樁1放置于彈簧2之上。位移傳感器3內(nèi)置于調(diào)節(jié)器4之中，在模擬樁1上施加荷載時(shí)，位移傳感器3連接電腦進(jìn)行實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)；

在填筑地基土前，先將箱體前側(cè)鋼化玻璃門用插銷8鎖上，再分層填筑地基土，填筑的同時(shí)注意觀察鋼化玻璃門上的水平刻度線7，當(dāng)填筑到一定高度時(shí)進(jìn)行夯實(shí)，夯實(shí)到一定高度再進(jìn)行填筑，如此反復(fù)；

在地基土靜置固結(jié)過程，地基土中的水可通過箱體左右側(cè)壁上的排水孔10進(jìn)行排水，而安裝在鋼化玻璃板內(nèi)側(cè)的過濾網(wǎng)9則可以防止土顆粒隨著水滲出試驗(yàn)箱。

試驗(yàn)?zāi)M步驟如下：

(1)將螺絲按試驗(yàn)方案樁距要求固定在箱體的底板上，安裝螺絲時(shí)可直接按底板上的坐標(biāo)系來確定距離大小，無需測(cè)量；

(2)按試驗(yàn)方案要求，選擇不同直徑和長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)器安裝在相應(yīng)的螺絲上；

(3)按試驗(yàn)方案要求，選擇相應(yīng)剛度的彈簧置于相應(yīng)的調(diào)節(jié)器中，再將模擬樁放置于相應(yīng)的調(diào)節(jié)器彈簧上；

(4)將箱體的前門關(guān)上，并用插銷鎖好，然后進(jìn)行填筑地基土。此過程按一般試驗(yàn)習(xí)慣，當(dāng)?shù)鼗撂钪?0cm時(shí)，用震動(dòng)夯板進(jìn)行夯實(shí)，具體夯實(shí)到何種程度可由地基土下降的高度和試驗(yàn)箱填土面積計(jì)算得到的地基土密實(shí)度確定，然后再進(jìn)行填筑30cm地基土，再進(jìn)行夯實(shí)，如此反復(fù)。由于箱體前側(cè)玻璃板繪制有水平刻度線，所以過程中無需用尺子測(cè)量高度；

(5)按照試驗(yàn)要求將填筑好的地基土靜置一段時(shí)間，期間地基土固結(jié)排水，滲出的水通過箱體左右鋼化玻璃板上的排水孔排出；

(6)對(duì)樁基進(jìn)行加載，每進(jìn)行一級(jí)加載完成時(shí)，通過樁身應(yīng)變片(未標(biāo))、位移傳感器連接電腦采集數(shù)據(jù)，并且可通過箱體前側(cè)玻璃板的水平刻度線測(cè)量地基土的沉降量。

以上結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式做出詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型不局限于所描述的實(shí)施方式。對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在本實(shí)用新型的原理和技術(shù)思想的范圍內(nèi)，對(duì)這些實(shí)施方式進(jìn)行多種變化、修改、替換和變形仍落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。