專利名稱：可雙向加載的地基基礎(chǔ)模型試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及地基基礎(chǔ)模型試驗裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可雙向加載的地基基礎(chǔ)模型試驗裝置，為外荷作用下地基基礎(chǔ)承載變形特性等科學(xué)實驗提供一種可雙向加載的地基基礎(chǔ)模型試驗裝置，本模型試驗裝置可用于開展斜坡地基、復(fù)合地基、樁基等模型試驗。
背景技術(shù)：
地基基礎(chǔ)是巖土力學(xué)與工程研究的重要內(nèi)容之一。在基礎(chǔ)工程實踐中，經(jīng)常遭遇諸如軟粘土地基、膨脹土地基、濕陷性黃土地基等特殊巖土地基，需要開展地基承載變形特性研究。大比尺的地基模型試驗既可以進行地基變形及失穩(wěn)機理的研究，也可以進行地基加固方案的比選研究。目前，國內(nèi)外常用的土工模型試驗手段包括離心模型試驗和常規(guī)模型試驗。離心模型試驗優(yōu)點在于可以用較小的模型重現(xiàn)原型的應(yīng)力場，其不足之處在于土顆粒尺寸效應(yīng)，另外，由于模型尺寸較小，測量儀器的選型、布置和埋設(shè)比較困難。常規(guī)地基模型試驗是研究地基基礎(chǔ)問題的重要手段，在國內(nèi)外已得到廣泛應(yīng)用， 具有代表性的常規(guī)模型試驗裝置分述如下陳安敏[陳安敏等.巖土工程多功能模擬試驗裝置的研制及應(yīng)用.巖石力學(xué)與工程學(xué)報.2004，23 (3)]研發(fā)了一種巖土工程多功能模擬試驗裝置，該試驗裝置具有雙向旋轉(zhuǎn)功能，可圍繞模型平面旋轉(zhuǎn)360°，圍繞模型立面旋轉(zhuǎn)35°，為復(fù)雜地層的模型制作、巖土體的自重應(yīng)力模擬以及邊坡坡角的影響研究提供了方便。該裝置存在的主要問題是尺寸比較小、無法控制滲流條件。李術(shù)才、張強勇等[發(fā)明專利20051004529L 7,200510045150. 5]發(fā)明了一種三維
地質(zhì)力學(xué)模型試驗系統(tǒng)。該模型試驗系統(tǒng)由盒式試驗裝置和液壓加載控制系統(tǒng)組合而成， 盒式試驗裝置由盒式鑄鋼構(gòu)件、角件和底盤通過高強螺栓連接組成；液壓加載控制系統(tǒng)由帶薄千斤頂?shù)淖兒杉虞d板、液壓加載控制臺和分油器組成；變荷加載板通過薄千斤頂連接在盒式試驗裝置的左右內(nèi)側(cè)壁上，液壓加載控制臺通過分油器和油管與薄千斤頂連接。該裝置具有規(guī)模大、功能多、組裝靈活、尺寸可調(diào)、自動非均勻加載和保壓穩(wěn)定等優(yōu)點，但無法控制滲流條件，只能進行單方向加載。陳云敏等[發(fā)明專利200710069866. 8]發(fā)明了一種地基與邊坡工程模型試驗平臺，該模型試驗平臺主體結(jié)構(gòu)側(cè)面鋼板的長邊一側(cè)面上設(shè)有儀器理設(shè)孔和數(shù)據(jù)引出線孔， 另一側(cè)面上設(shè)有可視窗口 ；在長方形鋼結(jié)構(gòu)模型槽底部的碎石和砂墊層內(nèi)設(shè)有供水水管管網(wǎng)，該管網(wǎng)與水箱、真空抽水裝置相連；主體結(jié)構(gòu)側(cè)面鋼板的短邊一側(cè)面上設(shè)有排水孔；在主體鋼結(jié)構(gòu)梁柱上長邊兩側(cè)跨接兩端帶卡扣的反力梁，反力梁下端面設(shè)有液壓千斤頂、球形鉸接、承壓板組成的伺服加載系統(tǒng)；位移傳感器、土壓力傳感器和孔隙水壓力傳感器等連接組成監(jiān)測系統(tǒng)。該試驗平臺模擬功能多，可產(chǎn)生多種致災(zāi)和加固條件，具有可移動的反力梁裝置，方便進行不同位置及組合的加載試驗，但也只能進行豎向加載，地下水位是通過水箱、控制閥門及設(shè)置在底部的水管管網(wǎng)來調(diào)整，滲流條件控制單一，只能模擬靜止水位。從相關(guān)文獻看，以往常規(guī)土工模型試驗系統(tǒng)的尺寸比較小，尺寸效應(yīng)明顯，功能比較單一，近幾年模型試驗系統(tǒng)的尺寸相對較大，功能有所增強，但，現(xiàn)有的大型常規(guī)土工模型試驗系統(tǒng)但均只能單向加載，滲流條件控制不盡理想，不能滿足科研要求。因此，研發(fā)更為完善的可雙向加載的地基基礎(chǔ)模型試驗裝置對于基礎(chǔ)工程學(xué)的發(fā)展具有重要意義。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有常規(guī)土工模型試驗技術(shù)的不足，提供一種可雙向加載的地基基礎(chǔ)模型試驗裝置，使其能夠模擬外荷作用下地基基礎(chǔ)失穩(wěn)過程，以揭示外荷作用下地基基礎(chǔ)失穩(wěn)模式及其控制因素，為地基基礎(chǔ)設(shè)計及地基處理提供依據(jù)。為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)措施一種可雙向加載的地基基礎(chǔ)模型試驗裝置，它包括承力框架、模型槽、左側(cè)多孔透水板，右側(cè)多孔透水板，水平作動器反力柱、水平作動器上滑動支座，水平作動器下滑動支座、水平作動器連接桿、水平作動器斜拉桿、水平作動器、水平傳力桿、豎向作動器滑動支座、豎向作動器連接桿、豎向作動器、豎向傳力桿、磁性支座、位移傳感器支架、磁性表座、位移傳感器、進水閥、供水管、恒壓水箱、排水閥、孔隙水壓力計、土壓力計、樁體應(yīng)變計。其特征在于承力框架為一豎直放置的矩形剛架，采用工字鋼或槽鋼焊接而成。承力框架的作用是為水平與豎向加載提供反力架，采用工字鋼或槽鋼制作可以保證反力架的剛度，保證承力框架在雙向加載下不至于產(chǎn)生大的變形。模型槽為一采用箱型板焊接而成的上敞口的長方形鋼結(jié)構(gòu)模型槽。承力框架套在模型槽外圍，模型槽的左側(cè)、右側(cè)和底板的外壁分別與承力框架的左側(cè)立柱、右側(cè)立柱和底部橫梁的內(nèi)壁焊接，承力框架縱軸線與模型槽縱軸線重合。水平作動器反力柱豎直立于模型槽的左端部，距離模型槽左側(cè)內(nèi)壁約10cm，水平作動器反力柱上端與承力框架的上部橫梁焊接，水平作動器反力柱下端與模型槽的底板焊接。水平作動器上滑動支座與水平作動器下滑動支座均穿套在水平作動器反力柱上，水平作動器上滑動支座在水平作動器下滑動支座的上方，水平作動器上滑動支座與水平作動器下滑動支座間距約30 50cm。水平作動器左端通過水平作動器連接桿與水平作動器下滑動支座連接，連接方式為螺紋連接。水平作動器上滑動支座通過水平作動器斜拉桿與水平作動器的上外壁連接，連接方式為螺紋連接。水平作動器右端通過水平傳力桿與樁頂部連接。豎向作動器滑動支座套在承力框架的上部橫梁上，豎向作動器滑動支座通過豎向作動器連接桿與豎向作動器連接，連接方式為螺紋連接。豎向作動器下端通過豎向傳力桿與樁頂部連接。 左側(cè)多孔透水板與右側(cè)多孔透水板為可透水的多孔板，分別緊貼于模型槽左、右內(nèi)側(cè)。模型槽左側(cè)壁下部距離模型槽底板上緣約20cm、40cm、60cm、80cm、IOOcm處設(shè)置一排排水閥。模型槽右側(cè)壁下部設(shè)置進水閥，進水閥通過供水管與恒壓水箱相連。位移傳感器、孔隙水壓力計、土壓力計、樁體應(yīng)變計構(gòu)成數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)。位移傳感器支架為一直桿，兩端設(shè)有磁性支座，位移傳感器支架通過兩端的磁性支座固定在模型槽的前、后內(nèi)壁上。磁性表座固定在位移傳感器支架上，位移傳感器通過磁性表座固定在樁上方，并使位移傳感器的伸縮桿頂在樁上。其特征在于水平作動器上滑動支座、水平作動器下滑動支座與豎向作動器滑動支座采用同一類型的滑動支座，所述的滑動支座由前側(cè)板、后側(cè)板、左側(cè)圓柱銷軸、右側(cè)圓柱銷軸、滑動支座承力板、定位銷組成，前側(cè)板、后側(cè)板均為矩形鋼板，厚度約10mm，長約 30 40cm,寬約20 30cm,四角鉆圓柱形軸孔,前側(cè)板、后側(cè)板通過滑動支座承力板連接成一 U形構(gòu)件，左側(cè)圓柱銷軸、右側(cè)圓柱銷軸均為兩端部設(shè)有梯形軸段的階梯軸，左側(cè)圓柱銷軸的前、后梯形軸段分別套在前側(cè)板與后側(cè)板左側(cè)的軸孔內(nèi)，右側(cè)圓柱銷軸的前、后梯形軸段分別套在前側(cè)板與后側(cè)板右側(cè)的軸孔內(nèi)?；瑒又ё辛Π邈@有一螺孔，定位銷制成螺桿， 安裝在所述的滑動支座承力板的螺孔內(nèi)。其特征在于模型槽用于盛土樣，設(shè)計為一上敞口的長方形鋼結(jié)構(gòu)模型槽，尺寸約為長6. OmX寬3. OmX高3. 5m，為盡量增大模型槽的剛度和控制變形，模型槽采用箱型板焊接而成。制作模型槽所用箱型板由鋼頂板、鋼底板、縱肋梁、橫肋梁組成，縱肋梁與橫肋梁均采用120工字鋼制作，縱肋梁與橫肋梁均按20 30cm的間距成排布設(shè)，縱肋梁與橫肋梁焊接成垂直相交的平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，鋼頂板、鋼底板分別焊接在所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的頂部和底部。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果(I)模擬功能多，可用于開展斜坡地基、復(fù)合地基、樁基等模型試驗。(2)主體模型槽內(nèi)尺寸為長6. OmX寬3. OmX高3. 5m，模型槽尺寸大，可開展大比尺模型試驗，可大幅度降低模型試驗的尺寸效應(yīng)和邊界效應(yīng)。(3)具有可移動的豎向加載和水平加載裝置，方便進行不同位置及組合的加載試驗。(4)滲流條件控制更符合實際，可開展動水壓力對斜坡地基承載變形特性研究。(5)監(jiān)測系統(tǒng)全面、綜合，監(jiān)測儀器埋設(shè)相對容易，可實現(xiàn)多個物理量的自動、實時監(jiān)測。申請者利用該模型裝置開展了斜坡地基抗壓模型試驗和斜坡地基中單樁雙向加載模型試驗，取得了良好技術(shù)效果，也表明該模型裝置具備了以上所述的先進技術(shù)特征，可用于開展斜坡地基、復(fù)合地基、樁基等模型試驗。模型試驗及成果簡述如下I)斜坡地基抗壓模型試驗利用該模型裝置開展了斜坡地基抗壓模型試驗，重點考察基礎(chǔ)寬度、基礎(chǔ)埋深、臨坡距離和邊坡坡度對斜坡地基承載力的影響，斜坡地基抗壓模型試驗示意圖見圖a。圖b 圖d給出了斜坡地基抗壓模型試驗典型成果圖，從圖b 圖d可以看出采用所研制的模型裝置開展斜坡地基抗壓模型試驗取得了良好技術(shù)效果，揭示了斜坡地基承載變形特性及其規(guī)律。2)斜坡地基中單樁雙向加載模型試驗利用該模型裝置開展了斜坡地基中單樁雙向加載模型試驗，重點考察基礎(chǔ)寬度、 基礎(chǔ)埋深、臨坡距離和邊坡坡度對斜坡地基中單樁承載力與變形的影響，模型試驗示意圖見圖e。圖f、圖g給出了斜坡地基中單樁雙向加載模型試驗典型成果圖，從圖f、圖g可以看出采用所研制的模型裝置開展斜坡地基抗壓模型試驗取得了良好技術(shù)效果，揭示雙向加載條件下斜坡地基中單樁變形特性及其規(guī)律。

圖I為一種可雙向加載的地基基礎(chǔ)模型試驗裝置結(jié)構(gòu)示意圖。2為一種可雙向加載的地基基礎(chǔ)模型試驗裝置的平剖面圖。
3為一種可雙向加載的地基基礎(chǔ)模型試驗裝置中滑動支座平剖面圖。
4為一種可雙向加載的地基基礎(chǔ)模型試驗裝置中滑動支座立剖面圖。
5為一種可雙向加載的地基基礎(chǔ)模型試驗裝置中位移傳感器安裝示意圖。
6為一種可雙向加載的地基基礎(chǔ)模型試驗裝置所用箱型板結(jié)構(gòu)示意圖。 a為所研制的模型試驗裝置開展的斜坡地基抗壓模型試驗示意圖。 b為斜坡地基抗壓模型試驗典型P-s曲線。
c為斜坡地基抗壓模型試驗承壓板中心線下豎向附加應(yīng)力沿深度的分布曲線。 d為斜坡地基抗壓模型試驗承壓板下30cm深度處豎向附加應(yīng)力沿寬度的分布
e為斜坡地基中單樁雙向加載模型試驗示意圖。
f為豎向作用力Q與水平作用力H共同作用下斜坡地基中單樁水平作用力H-樁 y關(guān)系曲線。
g為水平荷載作用下斜坡地基中單樁樁身彎矩沿深度分布曲線。
I 圖6中，I、承力框架，2、模型槽，3、左側(cè)多孔透水板，4、右側(cè)多孔透水板，5、 水平作動器反力柱，6、水平作動器上滑動支座，7、水平作動器下滑動支座，8、水平作動器連接桿，9、水平作動器斜拉桿，10、水平作動器，加載能力50 100kN，具體型號可根據(jù)試驗需要選定，可在市場上采購，U、水平傳力桿，12、豎向作動器滑動支座，13、豎向作動器連接桿，14、豎向作動器，加載能力100 200kN，具體型號可根據(jù)試驗需要選定，可在市場上采購，15、豎向傳力桿，16、磁性支座，17、位移傳感器支架，18、磁性表座，19、位移傳感器,如 HY-65050F數(shù)碼位移傳感器，量程50mm，具體型號可根據(jù)試驗需要選定，可在市場上采購， 20、進水閥，如永達ART. CH114球閥，具體型號可根據(jù)試驗需要選定，可在市場上采購，21、 供水管，22、恒壓水箱，23、排水閥，如永達ART. CHl 14球閥，具體型號可根據(jù)試驗需要選定， 可在市場上采購，24、前側(cè)板，25、后側(cè)板，26、左側(cè)圓柱銷軸，27、右側(cè)圓柱銷軸，28、滑動支座承力板，29、定位銷，30、樁，31、孔隙水壓力計，如KJ-40型振弦式孔隙水壓力計，具體型號可根據(jù)試驗需要選定，可在市場上采購，32、土壓力計，如JD-200型振弦式土壓力計，具體型號可根據(jù)試驗需要選定，可在市場上采購，33、樁體應(yīng)變計，如GK-4100振弦式點焊型應(yīng)變計，具體型號可根據(jù)試驗需要選定，可在市場上采購，34、土樣，35、鋼頂板，36、鋼底板， 37、縱肋梁，38、橫肋梁。圖[0028]圖[0029]圖[0030]圖[0031]圖[0032]圖[0033]圖[0034]圖[0035]圖曲線。[0036]圖[0037]圖頂水平位移[0038]圖[0039]圖
具體實施方式
下面根據(jù)附圖對本實用新型作進一步的描述根據(jù)圖I 圖6可知，該可雙向加載的地基基礎(chǔ)模型試驗裝置，由承力框架I、模型槽2、左側(cè)多孔透水板3，右側(cè)多孔透水板4，水平作動器反力柱5、水平作動器上滑動支座6， 水平作動器下滑動支座7、水平作動器連接桿8、水平作動器斜拉桿9、水平作動器10、水平傳力桿11、豎向作動器滑動支座12、豎向作動器連接桿13、豎向作動器14、豎向傳力桿15、 磁性支座16、位移傳感器支架17、磁性表座18、位移傳感器19、進水閥20、供水管21、恒壓水箱22、排水閥23、孔隙水壓力計31、土壓力計32、樁體應(yīng)變計33構(gòu)成。其特征在于承力框架I為一豎直放置的矩形剛架，長約6. 5m，高約4. 5m，采用工字鋼或槽鋼焊接而成。模型槽2為一上敞口的長方形鋼結(jié)構(gòu)模型槽，模型槽2槽內(nèi)尺寸約為長6. OmX寬
3.OmX高3. 5m，模型槽2采用箱型板焊接而成，不漏水。制作模型槽2所用箱型板由鋼頂板35、鋼底板36、縱肋梁37、橫肋梁38組成，縱肋梁37與橫肋梁38均采用120工字鋼制作，縱肋梁37與橫肋梁38均按20 30cm的間距成排布設(shè)，縱肋梁37與橫肋梁38焊接成垂直相交的平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，鋼頂板35、鋼底板36分別焊接在所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的頂部和底部。承力框架I套在模型槽2外圍，模型槽2左側(cè)、右側(cè)和底板外壁分別與承力框架I 左側(cè)立柱、右側(cè)立柱和底部橫梁內(nèi)壁緊貼，承力框架I縱軸線與模型槽2縱軸線重合，承力框架I與模型槽2焊接。水平作動器反力柱5豎直立于模型槽2左端部，距離模型槽2左側(cè)內(nèi)壁約10cm，水平作動器反力柱5上端與承力框架I的上部橫梁焊接，水平作動器反力柱5下端與模型槽 2的底板焊接。水平作動器上滑動支座6與水平作動器下滑動支座7均穿套在水平作動器反力柱5上，水平作動器上滑動支座6在水平作動器下滑動支座7的上方，水平作動器上滑動支座6與水平作動器下滑動支座7間距約30 50cm。水平作動器10左端通過水平作動器連接桿8與水平作動器下滑動支座7的滑動支座承力板28連接，連接方式為螺紋連接。 水平作動器上滑動支座6的滑動支座承力板28通過水平作動器斜拉桿9與水平作動器10 上外壁連接，連接方式為螺紋連接。水平作動器10右端通過水平傳力桿11與樁30頂部連接。水平作動器10可對樁30施加水平推力或拉力，水平作動器10的作用高度可通過調(diào)整水平作動器上滑動支座6與水平作動器下滑動支座7的位置來實現(xiàn)。豎向作動器滑動支座12套在承力框架I的上部橫梁上，豎向作動器滑動支座12 的滑動支座承力板28通過豎向作動器連接桿13與豎向作動器14上端連接，連接方式為螺紋連接。豎向作動器14下端通過豎向傳力桿15與樁30頂部連接。豎向作動器14可對樁 30施加豎向壓力或拉力，豎向作動器14的作用位置可通過調(diào)整滑動支座承力板28的位置來實現(xiàn)。位移傳感器支架17為一直桿，兩端設(shè)有磁性支座16，位移傳感器支架17通過兩端的磁性支座16固定在模型槽2的前、后內(nèi)壁上，位移傳感器支架17可根據(jù)測試需要隨意調(diào)整。磁性表座18固定在位移傳感器支架17上，位移傳感器19通過磁性表座18固定在樁 30的上方，并使位移傳感器19的伸縮桿頂在樁30上。左側(cè)多孔透水板3與右側(cè)多孔透水板4均為可透水的多孔板，厚度約2cm，分別緊貼于模型槽2的左、右內(nèi)側(cè)。模型槽2左側(cè)壁下部距離模型槽2底板上緣約20cm、40cm、 60cm、80cm、IOOcm處設(shè)置一排排水閥23,通過開關(guān)不同高度的排水閥23可以控制模型槽2 左側(cè)的水位，如關(guān)閉20cm、40cm高處排水閥23、開啟60cm、80cm、IOOcm高處排水閥23可使模型槽2左側(cè)的水位控制在40cm高。模型槽2右側(cè)壁下部設(shè)置進水閥20，進水閥20通過供水管21與恒壓水箱22相連，調(diào)節(jié)恒壓水箱22的供水壓力可以控制模型槽2右側(cè)的水位。位移傳感器19、孔隙水壓力計31、土壓力計32、樁體應(yīng)變計33構(gòu)成數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)， 孔隙水壓力計31、土壓力計32各為十八到二十四個，孔隙水壓力計31、土壓力計32根據(jù)試驗需要可埋設(shè)在土樣34內(nèi)部任意位置，樁體應(yīng)變計33布設(shè)6 8只，安裝在樁30的側(cè)壁不同高度處。水平作動器上滑動支座6、水平作動器下滑動支座7與豎向作動器滑動支座12采用同一類型的滑動支座，所述的滑動支座由前側(cè)板24、后側(cè)板25、左側(cè)圓柱銷軸26、右側(cè)圓柱銷軸27、滑動支座承力板28、定位銷29組成,前側(cè)板24、后側(cè)板25均為矩形鋼板,厚度約 IOmm,長約30 40cm,寬約20 30cm,四角鉆圓柱形軸孔,前側(cè)板24、后側(cè)板25通過滑動支座承力板28連接成一 U形構(gòu)件，左側(cè)圓柱銷軸26、右側(cè)圓柱銷軸27均為兩端部設(shè)有梯形軸段的階梯軸，左側(cè)圓柱銷軸26的前后梯形軸段分別套在前側(cè)板24與后側(cè)板25左側(cè)的軸孔內(nèi)，右側(cè)圓柱銷軸27的前后梯形軸段分別套在前側(cè)板24與后側(cè)板25右側(cè)的軸孔內(nèi)?；瑒又ё辛Π?8鉆有一螺孔，定位銷29制成螺桿，安裝在所述的滑動支座承力板28的螺孔內(nèi)，需調(diào)整滑動支座位置時，可松開定位銷29，一旦滑動支座位置確定，可擰緊定位銷29 使其緊壓在承力框架I的外壁上(對豎向作動器滑動支座12而言)或水平作動器反力柱 5的外壁上(對水平作動器上滑動支座6與水平作動器下滑動支座7而言)。裝置適用范圍本實用新型提供了一種雙向加載的地基基礎(chǔ)模型試驗裝置，能用于開展斜坡地基、復(fù)合地基、樁基等模型試驗。
權(quán)利要求1.一種可雙向加載的地基基礎(chǔ)模型試驗裝置，它包括承力框架(I)、模型槽(2)、水平作動器反力柱(5)、水平作動器下滑動支座(7)、水平作動器斜拉桿(9)、水平作動器(10)、 豎向作動器(14)、位移傳感器支架(17)、位移傳感器(19)、恒壓水箱(22)，其特征在于承力框架(I)為一豎直放置的矩形剛架，采用工字鋼或槽鋼焊接，模型槽(2)為箱型板焊接的上敞口的長方形鋼結(jié)構(gòu)模型槽，承力框架(I)套在模型槽(2 )外圍，模型槽(2 )的左側(cè)、右側(cè)和底板的外壁分別與承力框架(I)的左側(cè)立柱、右側(cè)立柱和底部橫梁的內(nèi)壁焊接，承力框架(I)縱軸線與模型槽(2)縱軸線重合，水平作動器反力柱(5)豎直立于模型槽(2)的左端部， 水平作動器反力柱(5)上端與承力框架(I)的上部橫梁焊接，水平作動器反力柱(5)下端與模型槽(2 )的底板焊接，水平作動器上滑動支座(6 )與水平作動器下滑動支座(7 )穿套在水平作動器反力柱(5)上，水平作動器上滑動支座(6)在水平作動器下滑動支座(7)上方，水平作動器(10)左端通過水平作動器連接桿(8)與水平作動器下滑動支座(7)連接，水平作動器上滑動支座(6)通過水平作動器斜拉桿(9)與水平作動器(10)的上外壁連接，水平作動器(10)右端通過水平傳力桿(11)與樁(30)頂部連接，豎向作動器滑動支座(12)套在承力框架(I)的上部橫梁上，豎向作動器滑動支座(12)通過豎向作動器連接桿(13)與豎向作動器(14)連接，豎向作動器(14)下端通過豎向傳力桿(15)與樁(30)的頂部連接，左側(cè)多孔透水板(3)與右側(cè)多孔透水板(4)分別緊貼于模型槽(2)左、右內(nèi)側(cè)，模型槽(2)左側(cè)壁設(shè)置排水閥(23)，模型槽(2)右側(cè)壁下部設(shè)置進水閥(20)，進水閥(20)通過供水管(21)與恒壓水箱(22)相連，位移傳感器支架(17)兩端設(shè)有磁性支座(16)，位移傳感器支架(17)通過兩端的磁性支座(16)固定在模型槽(2)的前、后內(nèi)壁上，磁性表座(18)固定在位移傳感器支架(17 )上，位移傳感器(19 )通過磁性表座(18 )固定在樁(30 )上方，移傳感器(19 )的伸縮桿頂在樁(30)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可雙向加載的地基基礎(chǔ)模型試驗裝置，其特征在于所述的水平作動器上滑動支座(6)、水平作動器下滑動支座(7)與豎向作動器滑動支座(12) 采用滑動支座，滑動支座由前側(cè)板(24)、后側(cè)板(25)、左側(cè)圓柱銷軸(26)、右側(cè)圓柱銷軸(27)、滑動支座承力板(28)、定位銷(29)組成，前側(cè)板(24)、后側(cè)板(25)為矩形鋼板，四角鉆圓柱形軸孔，前側(cè)板(24)、后側(cè)板(25)通過滑動支座承力板(28)連接成一 U形構(gòu)件，左側(cè)圓柱銷軸(26 )、右側(cè)圓柱銷軸(27 )為兩端部設(shè)有梯形軸段的階梯軸，左側(cè)圓柱銷軸(26 ) 的前、后梯形軸段分別套在前側(cè)板(24)與后側(cè)板(25 )左側(cè)的軸孔內(nèi)，右側(cè)圓柱銷軸(27 )的前、后梯形軸段分別套在前側(cè)板(24)與后側(cè)板(25)右側(cè)的軸孔內(nèi)，滑動支座承力板(28)鉆有一螺孔，定位銷(29)制成螺桿，安裝在滑動支座承力板(28)的螺孔內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可雙向加載的地基基礎(chǔ)模型試驗裝置，其特征在于所述的模型槽(2)制作所用箱型板由鋼頂板(35)、鋼底板(36)、縱肋梁(37)、橫肋梁(38)組成，縱肋梁(37)與橫肋梁(38)采用120工字鋼制作，縱肋梁與橫肋梁均按2(T30cm的間距成排布設(shè)，并焊接成垂直相交的平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，鋼頂板(35)、鋼底板(36)分別焊接在所述的平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的頂部和底部。
專利摘要本實用新型公開了一種可雙向加載的地基基礎(chǔ)模型試驗裝置。承力框架為一矩形剛架，模型槽為一箱型板焊接而成的上敞口的長方形鋼結(jié)構(gòu)模型槽，承力框架套在模型槽外圍，水平作動器反力柱豎直立于模型槽的左端部，水平作動器左端與水平作動器反力柱連接，右端與樁頂部連接，豎向作動器上端與承力框架的上部橫梁連接，下端通過豎向傳力桿與樁頂部連接。模型槽左側(cè)壁下部設(shè)置一排排水閥。模型槽右側(cè)壁下部設(shè)置進水閥，進水閥供水管與恒壓水箱相連。監(jiān)測系統(tǒng)全面、綜合，監(jiān)測儀器埋設(shè)相對容易，可實現(xiàn)多個物理量的自動、實時監(jiān)測。本模型試驗裝置可用于開展斜坡地基、復(fù)合地基、樁基等模型試驗。
文檔編號E02D33/00GK202347547SQ20112050090
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者余新才, 劉會武, 姜領(lǐng)發(fā), 尚義敏, 彭斌, 梅濤, 王星運, 許錫昌, 譚瑞山, 陳善雄, 黃河 申請人:中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所, 湖北省電力勘測設(shè)計院