專利名稱：一種多元樁基模擬試驗(yàn)箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及ー種多元樁基的室內(nèi)模擬試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
近十多年來，復(fù)合地基技術(shù)得到了很大發(fā)展。在復(fù)合地基中，三種類型的樁(散體材料樁、柔性樁和剛性樁)的承載能力和變形特性是不同的，每ー種地基處理方法都有其適用的范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。現(xiàn)行復(fù)合地基設(shè)計方法主要思路是綜合樁土共同作用，借鑒已較成熟的樁基礎(chǔ)和天然地基設(shè)計模式，現(xiàn)有設(shè)計主要依據(jù)室內(nèi)試塊強(qiáng)度。模擬試驗(yàn)的基本原理是將建筑物和水泥土樁復(fù)合地基原型同比例縮小進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，模擬實(shí)驗(yàn)的理論基礎(chǔ)是相似原理。中國專利授權(quán)公告號CN101532930A，授權(quán)公告日期2009年9月16日，名稱為“模型樁動カ循環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)”的實(shí)用新型專利，公開了ー種室內(nèi)模型樁動カ循環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)。該試驗(yàn) 系統(tǒng)包括模型槽、壓カ架、加載裝置、信號發(fā)生系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集裝置。模型槽采用較大規(guī)格的鋼槽，其底部為防水結(jié)構(gòu)，且在底部中心位置設(shè)有注水管道。槽ロ均勻布置有多個用于模型槽的吊裝以及固定反力架的圓形螺栓孔。加載裝置通過壓カ架與模型槽連接固定，對樁體施加荷載。數(shù)據(jù)采集裝置通過信號發(fā)生系統(tǒng)與受カ樁體相連，測得試驗(yàn)數(shù)據(jù)。該試驗(yàn)系統(tǒng)能夠最大限度減小模型試驗(yàn)中普遍存在的“模型箱效應(yīng)”，且同時集成了具有高精度和長期穩(wěn)定性的加載裝置以及量測裝置，能夠精確真實(shí)的反映模型試驗(yàn)過程中各實(shí)測參數(shù)的變化。但是，該試驗(yàn)系統(tǒng)不能對多兀復(fù)合地基中樁、土荷載傳遞規(guī)律、樁ー土一承臺一墊層共同作用機(jī)理；樁型及布樁方式對多元復(fù)合地基承載特性及沉降的影響；多元復(fù)合地基整體安全度分析及沉降量、沉降差的計算；動カ荷載作用下多元復(fù)合地基中樁、土共同作用性狀等動カ反應(yīng)特征作綜合性試驗(yàn)測試，從而不能建立多元復(fù)合地基優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)多元復(fù)合地基強(qiáng)度與變形的協(xié)調(diào)、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的有機(jī)統(tǒng)一。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)對多元復(fù)合地基強(qiáng)度與變形等性能不能進(jìn)行綜合試驗(yàn)測試，本實(shí)用新型提供ー種多元樁基模擬試驗(yàn)箱，還原多元復(fù)合地基現(xiàn)場條件，建立多元復(fù)合地基承載過程數(shù)學(xué)模型，合理完成一定控制條件的多元復(fù)合地基試驗(yàn)，為設(shè)計提供最優(yōu)方案。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是ー種多元樁基模擬試驗(yàn)箱，它包括箱體、箱體內(nèi)的試驗(yàn)樁和試驗(yàn)用土，箱體的底部設(shè)置隔板，隔板設(shè)有若干樁孔，樁孔中設(shè)有測試彈簧，試驗(yàn)樁插入樁孔，試驗(yàn)樁表面設(shè)置傳感器，試驗(yàn)用土的上方設(shè)有柔性加載器。測試彈簧模擬地基，柔性加載器對試驗(yàn)用土加壓，通過傳感器讀取試驗(yàn)樁的測試數(shù)據(jù)。一個箱體同時能測試多個試驗(yàn)樁，按測試試驗(yàn)需要能模擬不同的地基，還原多元復(fù)合地基現(xiàn)場的條件，建立多元復(fù)合地基承載過程數(shù)學(xué)模型，合理完成一定控制條件的多元復(fù)合地基試驗(yàn)，給出與試驗(yàn)條件相同軟土特征下多元復(fù)合地基實(shí)用設(shè)計方法，找到滿足承載カ和沉降要求多元樁型和樁土模量比的最優(yōu)方案。[0005]作為優(yōu)選，柔性加載器為囊狀結(jié)構(gòu)，柔性加載器的上部設(shè)置開ロ，開ロ伸出箱體的外表面。從開口中向柔性加載器充氣，氣體充滿柔性加載器的囊。充滿氣體的柔性加載器作為試驗(yàn)壓カ加載在試驗(yàn)用土上面，施加的壓カ均勻，加載壓カ可調(diào)節(jié)。作為優(yōu)選，箱體的側(cè)壁設(shè)有引流管，引流管的一端與箱體的內(nèi)腔連通，引流管的另一端伸出箱體側(cè)壁外表面。引流管將試驗(yàn)用土中多余的水導(dǎo)出模擬試驗(yàn)箱，使試驗(yàn)用土與實(shí)際用土條件更接近，保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠性。作為優(yōu)選，柔性加載器與試驗(yàn)用土之間設(shè)有砂墊層；砂墊層與建筑物的墊層結(jié)構(gòu)相同，試驗(yàn)情況更接近現(xiàn)場條條件。作為優(yōu)選，試驗(yàn)樁的底部設(shè)置墊圈，墊圈的外徑與樁孔的孔徑相匹配；使用墊圈防止測試彈簧損壞試驗(yàn)樁。作為優(yōu)選，引流管與箱體側(cè)壁連接處的管ロ，設(shè)有過濾網(wǎng)；阻止試驗(yàn)用土與水一起 流失。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是一個箱體同時能測試多個試驗(yàn)樁，按測試試驗(yàn)需要能模擬不同的地基，還原多元復(fù)合地基現(xiàn)場的條件，建立多元復(fù)合地基承載過程數(shù)學(xué)模型，為設(shè)計找到最優(yōu)方案。

附圖I為本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1_柔性加載器；2_引流管；3_箱體；4_測試彈簧；5_試驗(yàn)樁；6_傳感器；7-試驗(yàn)用土 ；8_砂墊層；11_開ロ ；21_過濾網(wǎng)；31_隔板；32_樁孔；51_墊圈。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)ー步具體的說明。實(shí)施例I :如圖I所示，ー種多元樁基模擬試驗(yàn)箱，它包括箱體3、箱體3內(nèi)的試驗(yàn)樁5和試驗(yàn)用土 7。箱體3為密閉的容器，箱體3的上方設(shè)有箱蓋。箱蓋通過螺釘與箱體3連接。箱體3的底部設(shè)置隔板31，隔板31設(shè)有若干樁孔32。本實(shí)施例選用三個樁孔32。樁孔32的孔徑與試驗(yàn)樁5的直徑相等。樁孔32中設(shè)有測試彈簧4。測試彈簧4的外徑與樁孔32的孔徑相等。測試彈簧4的負(fù)荷模擬地基的承受的壓力。試驗(yàn)樁5的底部設(shè)置墊圈51。墊圈51的外徑與樁孔32的孔徑相等。試驗(yàn)樁5插入樁孔32。試驗(yàn)樁5通過墊圈51壓在測試彈簧4上面。試驗(yàn)樁5表面設(shè)置傳感器6。傳感器6通過導(dǎo)線與箱體3外的接收儀器相連接(圖中未表示)。試驗(yàn)用土 7充滿隔板31上方的箱體3內(nèi)，試驗(yàn)樁5未插入樁孔32部分埋在試驗(yàn)用土 7中。試驗(yàn)用土 7的上方設(shè)有柔性加載器I。柔性加載器I為囊狀結(jié)構(gòu)。柔性加載器I的上部設(shè)置開ロ 11，開ロ 11伸出箱體3的外表面。箱體3的箱蓋設(shè)置通孔，開ロ 11穿過通孔伸出箱體3。開ロ 11與氣泵(圖中未表示)連接。柔性加載器I與試驗(yàn)用土7之間設(shè)有砂墊層8。砂墊層8模擬建筑物的墊層結(jié)構(gòu)。砂墊層8覆蓋在試驗(yàn)用土 7上面，柔性加載器I壓在砂墊層8的上面。箱體3的側(cè)壁設(shè)有引流管2。引流管2的一端與箱體3的內(nèi)腔連通，引流管2的另一端伸出箱體3側(cè)壁外表面。引流管2與箱體3側(cè)壁連接處的管ロ，設(shè)有過濾網(wǎng)21。
權(quán)利要求1.一種多元樁基模擬試驗(yàn)箱，它包括箱體(3)、箱體(3)內(nèi)的試驗(yàn)樁(5)和試驗(yàn)用土(7)，其特征在于，所述箱體(3)的底部設(shè)置隔板(31)，隔板(31)設(shè)有若干樁孔(32)，樁孔(32 )中設(shè)有測試彈簧(4 )，所述試驗(yàn)樁(5 )插入樁孔(32 )，試驗(yàn)樁(5 )表面設(shè)置傳感器(6 )，所述試驗(yàn)用土(7)的上方設(shè)有柔性加載器(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多元樁基模擬試驗(yàn)箱，其特征在于所述柔性加載器(I)為囊狀結(jié)構(gòu)，柔性加載器(I)的上部設(shè)置開口( 11)，開口( 11)伸出箱體(3 )的外表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多元樁基模擬試驗(yàn)箱，其特征在于所述箱體(3)的側(cè)壁設(shè)有引流管(2)，引流管(2)的一端與箱體(3)的內(nèi)腔連通，引流管(2)的另一端伸出箱體(3)側(cè)壁外表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種多元樁基模擬試驗(yàn)箱，其特征在于所述柔性加載器(I)與試驗(yàn)用土(7)之間設(shè)有砂墊層(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多元樁基模擬試驗(yàn)箱，其特征在于所述試驗(yàn)樁(5)的底部設(shè)置墊圈(51)，墊圈(51)的外徑與所述樁孔(32)的孔徑相匹配。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多元樁基模擬試驗(yàn)箱，其特征在于所述引流管(2)與箱體(3 )側(cè)壁連接處的管口，設(shè)有過濾網(wǎng)(21)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種多元樁基模擬試驗(yàn)箱，涉及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。它包括箱體、箱體內(nèi)的試驗(yàn)樁和試驗(yàn)用土，箱體的底部設(shè)置隔板，隔板設(shè)有若干樁孔，樁孔中設(shè)有測試彈簧，試驗(yàn)樁插入樁孔，試驗(yàn)樁表面設(shè)置傳感器，試驗(yàn)用土的上方設(shè)有柔性加載器。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)對多元復(fù)合地基強(qiáng)度與變形等性能不能進(jìn)行綜合試驗(yàn)測試的技術(shù)問題。本實(shí)用新型的有益效果為一個箱體同時能測試多個試驗(yàn)樁，按測試試驗(yàn)需要能模擬不同的地基，還原多元復(fù)合地基現(xiàn)場的條件，建立多元復(fù)合地基承載過程數(shù)學(xué)模型，為設(shè)計找到最優(yōu)方案。
文檔編號E02D33/00GK202522465SQ20122008125
公開日2012年11月7日 申請日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者劉學(xué)應(yīng), 周曉龍, 廖紅, 沈先榮 申請人:杭州科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院