模擬樁箱的實驗裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種模擬樁箱的實驗裝置，該模擬樁箱的實驗裝置包括沉箱(10)和至少一根樁(20)，各個所述樁(20)可拆卸地安裝在所述沉箱(10)的樁安裝部上且各自的一端均從所述沉箱(10)的下端伸出，各個所述樁(20)在所述樁安裝部上安裝為能夠相對于所述樁安裝部沿各自的長度方向調節(jié)安裝位置，以使得各個所述樁(20)從所述沉箱(10)中伸出的長度能夠調節(jié)，而模擬多種樁長乃至多種樁長組合，從而節(jié)省了試驗成本。
【專利說明】模擬粧箱的實驗裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及模擬樁箱的實驗裝置。

【背景技術】
[0002]在建筑行業(yè)，廣泛地應用有沉箱基礎和樁基礎。但是這種單一基礎(即沉箱基礎和樁基礎)的抗震性能卻并不理想。特別是經過了 1995年日本阪神大地震后，人們開始尋找一種既具有良好的抗震性能，也具有良好承載性能的基礎結構，于是構思形成了一種樁箱基礎，并開始針對這種新型基礎進行研究。
[0003]《高層建筑筏形與箱形基礎技術規(guī)范》中6.4.1條規(guī)定“當筏形基礎或箱形基礎下的天然地基承載力或沉降值不能滿足設計要求時，可采用樁筏或樁箱基礎。樁的類型應根據工程地質狀況、結構類型、荷載性質、施工條件以及經濟指標等因素決定。樁的設計應符合國家現(xiàn)行標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007和《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ 94的規(guī)定，抗震設防區(qū)的樁基尚應符合現(xiàn)行國家標準《建筑抗震設計規(guī)范》GB 50011的規(guī)定”。
[0004]但是，由于樁箱基礎結構的復雜性，很難在不同的具體施工環(huán)境中通過現(xiàn)場試驗確定整體結構的力學特性，以及樁類型、布樁形式對整體基礎結構的各種指標參數造成的影響。
[0005]因此，為了彌補這種不足，就需要對樁箱基礎在具體的工程地質狀況、結構類型、荷載性質、施工條件以及經濟指標的條件下最適宜的樁的類型進行實驗。其中，離心模型試驗能夠還原天然應力場，從而對樁箱基礎的靜、動力及地震響應進行研究，具有特別重要的意義。
[0006]作為研究重點之一的是樁長的影響。但是，由于需要實驗多種樁長乃至多種樁長組合，因此也需多個模型來模擬這種樁箱基礎，這樣就造成了實驗成本高。
[0007]而且用于需要更換模型，也造成了實驗時間的浪費。另外，還可能在更換模型時，由于箱基礎的位置發(fā)生變化，而造成無法可靠地取得樁長長度變化對樁箱性能的影響的實驗數據。
[0008]因此，如何在盡可能地模擬實際的設置方式的前提下，還能夠便利地利用離心實驗裝置中來檢測不同的樁的類型會對基礎的各種指標參數造成何種影響。


【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術問題為提供一種能夠模擬多種樁長的樁箱基礎實驗裝置，該樁箱基礎實驗裝置能夠反復利用并模擬不同樁長得到有效的實驗數據，因而能夠降低實驗成本。
[0010]本發(fā)明提供了一種模擬樁箱的實驗裝置，包括沉箱和至少一根樁，各個所述樁可拆卸地安裝在所述沉箱的樁安裝部上且各自的一端均從所述沉箱的下端伸出，各個所述樁在所述樁安裝部上安裝為能夠相對于所述樁安裝部沿各自的長度方向調節(jié)安裝位置，以使得各個所述樁從所述沉箱中伸出的長度能夠調節(jié)。[0011 ] 優(yōu)選地，所述實驗裝置包括多根所述樁，所述樁彼此平行布置。
[0012]優(yōu)選地，所述沉箱包括沉箱側壁與用于封閉所述沉箱側壁上端和下端的沉箱頂板和沉箱底板，所述樁貫穿所述沉箱底板上對應的設置孔。
[0013]優(yōu)選地，所述樁上設置有外螺紋，各個所述設置孔為螺紋孔以作為所述樁安裝部，各個所述樁與對應的所述設置孔螺紋配合而安裝到所述沉箱底板上。
[0014]優(yōu)選地，所述沉箱還包括固定在所述沉箱側壁上的中隔板，所述中隔板在所述沉箱內位于所述沉箱頂板和沉箱底板之間，各個所述樁上設置有外螺紋，所述中隔板上設置有作為所述樁安裝部的安裝螺紋孔，各個所述樁與對應的所述安裝螺紋孔螺紋配合而安裝到所述中隔板上。
[0015]優(yōu)選地，所述樁通過鎖緊螺母鎖緊在所述中隔板上。
[0016]優(yōu)選地，所述沉箱頂板可拆卸地連接在所述沉箱側壁的上端。
[0017]優(yōu)選地，所述沉箱頂板通過螺紋緊固件連接在所述沉箱側壁的上端。
[0018]通過上述技術方案，由于在本發(fā)明的模擬樁箱的實驗裝置中，各個所述樁可拆卸地安裝在所述沉箱的樁安裝部上且各自的一端均從所述沉箱的下端伸出，這樣，各個所述樁在所述樁安裝部上安裝為能夠相對于所述樁安裝部沿各自的長度方向調節(jié)安裝位置，以使得各個所述樁從所述沉箱中伸出的長度能夠調節(jié)。因此，本發(fā)明的模擬樁箱的實驗裝置能夠模擬不同的樁長與沉箱所組成的樁箱基礎的結構以進行各種實驗，不但無需更換模型，從而節(jié)約了實驗成本，和用在更換實驗裝置的實驗時間。
[0019]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0021]圖1是本發(fā)明所提供模擬樁箱的實驗裝置的一種【具體實施方式】的主視方向示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明所提供模擬樁箱的實驗裝置的一種【具體實施方式】的俯視方向示意圖。
[0023]附圖標記說明
[0024]10沉箱11沉箱側壁
[0025]12沉箱底板 13沉箱頂板
[0026]14設置孔 15中隔板
[0027]20樁30鎖緊螺母
[0028]40螺紋緊固件

【具體實施方式】
[0029]以下結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0030]在本發(fā)明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下、左、右”通常是指參考附圖所示的上、下、左、右；“內、外”是指相對于各部件本身的輪廓的內、外。[0031 ] 本發(fā)明提供一種模擬樁箱的實驗裝置，包括沉箱10和至少一根樁20，各個樁20可拆卸地安裝在沉箱10的樁安裝部上且各自的一端均從沉箱10的下端伸出，各個樁20在沉箱10的樁安裝部上安裝為能夠相對于樁安裝部沿各自的長度方向調節(jié)的安裝位置，以使得各個樁20從沉箱10中伸出的長度能夠調節(jié)。
[0032]在本發(fā)明中，樁20和沉箱10能夠由鋁合金、鋼、有機玻璃等材料制成。材料的選用能夠根據工程地質狀況、結構類型、荷載性質、施工條件以及經濟指標等，以使樁20和沉箱10能夠盡可能地模擬實際中的使用狀況。而且，樁20和沉箱10既能夠使用同種材料制成,也能夠使用不同種材料制成。
[0033]還有，樁20可拆卸地安裝在沉箱10的樁安裝部上，可拆卸的安裝方式能夠為多種，例如利用常溫凝固，高溫熔化的粘結劑來連接固定，或者利用螺接固定，還能夠利用卡環(huán)卡接到設置在樁20上的凹槽，利用該卡環(huán)將樁20可拆卸地安裝到沉箱10中。
[0034]另外，該沉箱10能夠形成為多種形狀，例如中空的圓柱體、中空的立方體等。樁20既能夠形成為實心樁。另外，也能夠根據實際需要形成為中空的樁，此時，在進行離心實驗時，優(yōu)選將應變片設置在樁20的內壁中，從而在改變樁長時，可以不進行應變片的調整，從而進一步縮短設置實驗裝置所需要的時間。
[0035]該實驗裝置包括多根樁20，樁20彼此平行布置。具體地，如圖2所示，在該實驗裝置中，沉箱設置有四根樁，并沿形成為中空圓柱體的沉箱的圓周均勻分布。
[0036]作為一種具體的實施方式，沉箱10包括沉箱側壁11與用于封閉沉箱側壁11上端和下端的沉箱頂板13和沉箱底板12，樁20貫穿沉箱底板12上對應的設置孔14。具體地，沉箱底板12能夠通過與沉箱側壁11焊接的方式來有效地對沉箱側壁11進行封閉，并通過設置孔14來容納樁20的進出。
[0037]具體地，樁20上設置有外螺紋，各個設置孔14為螺紋孔以作為樁安裝部，各個樁20與對應的所述設置孔14螺紋配合而安裝到沉箱底板12上。
[0038]另外，為了將樁20更加可靠地保持在沉箱10中，沉箱10還包括固定在沉箱側壁11上的中隔板15，中隔板15在沉箱10內且位于沉箱頂板13和沉箱底板12之間，各個樁20上設置有外螺紋，中隔板15上設置有作為樁安裝部的安裝螺紋孔，各個樁與對應的所述安裝螺紋孔螺紋配合而安裝到中隔板15上。這樣，能夠通過增加中隔板15這一限位點，來更加有效地對樁20進行固定。
[0039]具體地，樁20通過鎖緊螺母30鎖緊在中隔板15上，從而將樁20固定在沉箱10中。
[0040]沉箱頂板13可拆卸地連接在所述沉箱側壁11的上端。優(yōu)選地，沉箱頂板13通過螺紋緊固件40連接在沉箱側壁11的上端，從而能夠方便地調節(jié)樁20從沉箱底板12伸出的距離。
[0041]另外，在本發(fā)明中，能夠準備有多種長度的樁20，并在模擬樁箱的實驗裝置中組合使用。
[0042]以下將對優(yōu)選的所述模擬樁箱的實驗裝置的試驗過程進行說明，但這不應當理解為對本發(fā)明的限制。其中:
[0043]I)制作模擬樁箱的實驗裝置，沉箱側壁11、沉箱底板12、沉箱頂板13、中隔板15均為由鋼材形成的獨立部件，首先將沉箱底板12焊接到沉箱側壁11，再將中隔板15焊接到沉箱側壁11的中間位置。之后，將樁20穿過沉箱底板12上的設置孔14和中隔板15上的安裝螺紋孔，并通過鎖緊螺母30鎖緊到沉箱10中。
[0044]2)根據需要模擬的實際場地類型，在模型槽內分層填土，撒水，搗實整平。在填土的過程中將實驗裝置埋入指定位置。
[0045]3)在沉箱側壁11的表面和樁20上設置多個應變片，將所有的應變片連接于應變米集儀。
[0046]4)輸入信號，開始離心機試驗。
[0047]5)觀察試驗過程中砂土層的變形，并采集模型樁和箱體的應變數據。
[0048]6)改變樁20從沉箱底板12中伸出的長度，按步驟4、5的方式進行加載并采集數據。
[0049]7)整理數據。
[0050]以上即為本發(fā)明的模擬樁箱的實驗裝置在離心試驗中的具體試驗過程，由于可以在試驗過程中對樁20從沉箱底板12中伸出的長度進行調整，因此能夠模擬多種樁長乃至多種樁長組合，從而節(jié)省了試驗成本。
[0051]以上結合附圖詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術構思范圍內，可以對本發(fā)明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0052]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0053]此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內容。
【權利要求】
1.一種模擬樁箱的實驗裝置，其特征在于，包括沉箱(10)和至少一根樁(20)，各個所述樁(20)可拆卸地安裝在所述沉箱(10)的樁安裝部上且各自的一端均從所述沉箱(10)的下端伸出，各個所述樁(20)在所述樁安裝部上安裝為能夠相對于所述樁安裝部沿各自的長度方向調節(jié)安裝位置，以使得各個所述樁(20)從所述沉箱(10)中伸出的長度能夠調節(jié)。
2.根據權利要求1所述的模擬樁箱的實驗裝置，其特征在于，所述實驗裝置包括多根所述樁(20)，所述樁(20)彼此平行布置。
3.根據權利要求1所述的模擬樁箱的實驗裝置，其特征在于，所述沉箱(10)包括沉箱側壁(11)與用于封閉所述沉箱側壁(11)上端和下端的沉箱頂板(13)和沉箱底板(12)，所述樁(20)貫穿所述沉箱底板(12)上對應的設置孔(14)。
4.根據權利要求3所述的模擬樁箱的實驗裝置，其特征在于，所述樁(20)上設置有外螺紋，各個所述設置孔(14)為螺紋孔以作為所述樁安裝部，各個所述樁(20)與對應的所述設置孔(14)螺紋配合而安裝到所述沉箱底板(12)上。
5.根據權利要求3所述的模擬樁箱的實驗裝置，其特征在于，所述沉箱(10)還包括固定在所述沉箱側壁(11)上的中隔板(15)，所述中隔板(15)在所述沉箱(10)內位于所述沉箱頂板(13)和沉箱底板(12)之間，各個所述樁(20)上設置有外螺紋，所述中隔板(15)上設置有作為所述樁安裝部的安裝螺紋孔，各個所述樁(20)與對應的所述安裝螺紋孔螺紋配合而安裝到所述中隔板(15)上。
6.根據權利要求5所述的模擬樁箱的實驗裝置，其特征在于，所述樁(20)通過鎖緊螺母(30)鎖緊在所述中隔板(15)上。
7.根據權利要求3至6中任一項所述的模擬樁箱的實驗裝置，其特征在于，所述沉箱頂板(13)可拆卸地連接在所述沉箱側壁(11)的上端。
8.根據權利要求7所述的模擬樁箱的實驗裝置，其特征在于，所述沉箱頂板(13)通過螺紋緊固件(40)連接在所述沉箱側壁(11)的上端。
【文檔編號】E02D33/00GK104314109SQ201410601477
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月30日 優(yōu)先權日:2014年10月30日
【發(fā)明者】李大鈞, 李早, 汪宏偉, 陳利德, 黃文海, 朱曉松, 嚴偉明, 趙宏偉 申請人:神華集團有限責任公司, 國華能源投資有限公司