一種橫向受荷體頂部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及土木工程【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種橫向受荷體頂部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模裝置。該橫向受荷體頂部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模裝置包括外槽、內(nèi)槽、頂部加載組件、土壓力測(cè)量元件及位移測(cè)量元件，橫向受荷體位于土體中，多個(gè)土壓力測(cè)量元件依次埋置于橫向受荷體側(cè)面的土體中，位移測(cè)量元件設(shè)置在橫向受荷體上，頂部加載組件水平設(shè)置于橫向受荷體的一側(cè)，頂部加載組件的一端抵在外槽的側(cè)壁上，另一端與橫向受荷體的頂部連接，頂部加載組件動(dòng)作，以驅(qū)動(dòng)橫向受荷體頂部的方式實(shí)現(xiàn)橫向受荷體繞底部轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)通過(guò)土壓力測(cè)量元件以及位移測(cè)量元件即可獲取橫向受荷體在發(fā)生繞底部轉(zhuǎn)動(dòng)位移模式下其側(cè)面的土壓力分布規(guī)律。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種橫向受荷體頂部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及土木工程【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種橫向受荷體頂部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在深基坑工程、港口工程、橋梁工程、高層建筑和邊坡等工程中，受荷體(例如受荷樁和擋土墻)應(yīng)用較為廣泛，其主要承受橫向力及力矩的作用或者豎向荷載的作用。
[0003]以受荷樁為例，按其受力特點(diǎn)可分為豎向受荷樁(如樁基礎(chǔ))與橫向受荷樁(如抗滑樁、圍護(hù)樁)。在橫向受荷樁的受力分析過(guò)程中，最大的難點(diǎn)在于如何準(zhǔn)確確定作用于樁的側(cè)向土壓力。一方面，樁側(cè)土壓力與土體和樁的變形大小及模式相關(guān)，因此，需要將樁和土體作為整體來(lái)考慮；另一方面,風(fēng)化、地震、降雨以及樁體施工等會(huì)改變土體密度、孔隙t匕、含水量等物理參數(shù)，引起土體力學(xué)參數(shù)(C，P等)發(fā)生變化，進(jìn)而改變樁側(cè)土壓力的大小和分布規(guī)律。
[0004]目前，在橫向受荷體(如抗滑樁、擋土墻)常規(guī)設(shè)計(jì)中土壓力一般取靜止土壓力或極限狀態(tài)下的主動(dòng)土壓力或被動(dòng)土壓力。然而實(shí)際工程中的土壓力是土與橫向受荷體之間相互作用的結(jié)果，橫向受荷體的不同變位模式、土體的變形與強(qiáng)度特性都對(duì)土壓力的大小和分布規(guī)律產(chǎn)生影響。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理論所采用的許多假設(shè)都在不同程度地回避受荷體與土體相互作用問(wèn)題，使得橫向受荷體側(cè)土壓力計(jì)算方法缺乏理論依據(jù)，設(shè)計(jì)參數(shù)存在諸多假設(shè)和不確定性，橫向受荷體的設(shè)計(jì)計(jì)算大多依靠設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)理論滯后，工程失效的情況也時(shí)有發(fā)生，造成了巨大的財(cái)產(chǎn)損失(例如，3mX 2m截面的抗滑樁造價(jià)基本上每米上萬(wàn)元，浙江省上三高速公路6#滑坡抗滑樁加固工程費(fèi)用超過(guò)四千萬(wàn))，且工程失效涉及民生安全，關(guān)系重大。因此，積極開(kāi)展橫向受荷體側(cè)土壓力的試驗(yàn)研究具有較強(qiáng)的工程應(yīng)用背景，而且具有非常重要的理論與應(yīng)用價(jià)值。
[0005]鑒于人為因素(樁體施工)、自然因素(降雨、地震等)及樁體(墻體)位移等擾動(dòng)因素影響下橫向受荷體與土體相互作用的復(fù)雜性，建立合理的橫向體側(cè)土壓力計(jì)算模型必須基于大量的試驗(yàn)。
[0006]然而，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)成本過(guò)高，模型試驗(yàn)成為研究橫向受荷體(抗滑樁、擋土墻等)體側(cè)土壓力分布特性的有效手段。但目前有關(guān)該方面的試驗(yàn)裝置比較欠缺。因此，研制一種橫向受荷體側(cè)土壓力測(cè)量模型試驗(yàn)裝置，以滿(mǎn)足橫向受荷體側(cè)土壓力分布規(guī)律研究的需要成為工程界迫切需要解決的問(wèn)題，鑒于實(shí)際工程中橫向受荷體大多發(fā)生繞底部的移動(dòng)，因此開(kāi)展該位移模式下橫向受荷體側(cè)土壓力分布規(guī)律的研究顯得尤為重要。
[0007]因此，針對(duì)以上不足，本實(shí)用新型提供了一種橫向受荷體頂部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模
>J-U ρ?α裝直。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008](一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0009]本實(shí)用新型的目的是提供一種橫向受荷體頂部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模裝置以滿(mǎn)足受橫向荷體發(fā)生繞底部轉(zhuǎn)動(dòng)位移模式下土壓力分布規(guī)律的研究需要。
[0010](二)技術(shù)方案
[0011]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種橫向受荷體頂部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模裝置，其包括外槽、內(nèi)槽、頂部加載組件、土壓力測(cè)量元件及位移測(cè)量元件，內(nèi)槽中設(shè)置有土體，橫向受荷體位于土體中，多個(gè)土壓力測(cè)量元件依次埋置于橫向受荷體側(cè)面的土體中，位移測(cè)量元件設(shè)置在橫向受荷體上，頂部加載組件水平設(shè)置于橫向受荷體的一側(cè)，頂部加載組件的一端抵在外槽的側(cè)壁上，另一端與橫向受荷體的頂部連接。
[0012]其中，所述頂部加載組件包括千斤頂和傳力桿，千斤頂?shù)牡撞吭O(shè)置在外槽側(cè)壁上，千斤頂?shù)捻敹伺c傳力桿的一端連接，傳力桿的另一端與橫向受荷體的頂部連接。
[0013]其中，還包括豎向固定在外槽側(cè)壁上的調(diào)節(jié)導(dǎo)軌槽，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌槽的槽壁上沿豎向設(shè)置有多個(gè)安裝孔，千斤頂?shù)牡撞客ㄟ^(guò)螺栓組件固定在調(diào)節(jié)導(dǎo)軌槽的安裝孔上。
[0014]其中，所述土壓力測(cè)量元件為土壓力計(jì)。
[0015]其中，所述位移測(cè)量元件為百分表。
[0016]其中，所述橫向受荷體為單個(gè)橫向受荷樁。
[0017]其中，還包括導(dǎo)桿，所述橫向受荷體為多個(gè)橫向受荷樁，多個(gè)橫向受荷樁并排設(shè)置在土體中，多個(gè)所述橫向受荷樁頂部通過(guò)導(dǎo)桿連接，導(dǎo)桿的兩端分別通過(guò)并行的兩套頂部加載組件與外槽的內(nèi)壁連接。
[0018]其中，所述橫向受荷體為擋土墻。
[0019](三)有益效果
[0020]本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型的橫向受荷體頂部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模裝置中，橫向受荷體位于土體中，多個(gè)土壓力測(cè)量元件依次埋置于橫向受荷體側(cè)面的土體中，位移測(cè)量元件設(shè)置在橫向受荷體上，頂部加載組件水平設(shè)置于橫向受荷體的一側(cè)，頂部加載組件的一端抵在外槽的側(cè)壁上，另一端與橫向受荷體的頂部連接，頂部加載組件動(dòng)作，以驅(qū)動(dòng)橫向受荷體頂部的方式實(shí)現(xiàn)受荷體繞底部轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)通過(guò)土壓力測(cè)量元件以及位移測(cè)量元件即可獲取橫向受荷樁或擋土墻發(fā)生繞底部轉(zhuǎn)動(dòng)位移模式下其側(cè)面的土壓力分布規(guī)律。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例橫向受荷體頂部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模裝置的正視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例橫向受荷體頂部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模裝置的俯視圖；
[0023]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例橫向受荷體頂部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模裝置中橫向受荷樁的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0024]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例橫向受荷體頂部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模裝置中傳力桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例橫向受荷體頂部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模裝置中傳力桿與導(dǎo)桿的連接關(guān)系示意圖；
[0026]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例橫向受荷體底部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模裝置中調(diào)節(jié)導(dǎo)軌槽的俯視圖；
[0027]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例橫向受荷體底部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模裝置中調(diào)節(jié)導(dǎo)軌槽的側(cè)視圖。
[0028]圖中，1:外槽；2:內(nèi)槽；3:位移測(cè)量元件；4:橫向受荷樁；5:導(dǎo)桿；6:土壓力測(cè)量元件；7:傳力桿；8:千斤頂；10:土體；11:螺栓組件；14:安裝孔；15:調(diào)節(jié)導(dǎo)軌槽；701:連接塊。

【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用于限制本實(shí)用新型的范圍。
[0030]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型提供的橫向受荷體頂部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模裝置包括外槽1、內(nèi)槽2、頂部加載組件、土壓力測(cè)量元件6及位移測(cè)量元件3，外槽I可在地面開(kāi)挖然后用混凝土澆筑而成，然后再外槽I內(nèi)設(shè)置內(nèi)槽2，內(nèi)槽2的一側(cè)可以敞開(kāi)，內(nèi)槽2中設(shè)置有土體10,橫向受荷體位于土體10中，該土體10呈階梯狀,多個(gè)土壓力測(cè)量元件6依次埋置于橫向受荷體側(cè)面的土體10中，位移測(cè)量元件3設(shè)置在橫向受荷體上，頂部加載組件水平設(shè)置于橫向受荷體的一側(cè)，頂部加載組件的一端抵在外槽I的側(cè)壁上，另一端與橫向受荷體的頂部連接。其中，上述橫向受荷體為橫向受荷樁4，其可為圓柱狀或?yàn)槔庵鶢?；模型外槽I與內(nèi)槽2 —般均用混凝土澆筑而成，混凝土等級(jí)宜為C20，外槽I長(zhǎng)為4000_，寬為1200mm，高為1200mm，模型內(nèi)槽2長(zhǎng)3000mm，寬800mm，高1200mm，當(dāng)然，外槽I與內(nèi)槽2的尺寸也不限于上述具體數(shù)值。
[0031]其中，橫向受荷樁4的樁身材料可采用C25?C50的混凝土，樁內(nèi)鋼筋可采用HRB335?RRB400鋼筋，樁身截面以及鋼筋的配筋率可根據(jù)實(shí)際工程的需要而設(shè)計(jì)，樁長(zhǎng)與樁身截面邊長(zhǎng)或直徑滿(mǎn)足模型試驗(yàn)的比例進(jìn)行縮小。
[0032]上述技術(shù)方案中，頂部加載組件水平設(shè)置于橫向受荷體的一側(cè)，通過(guò)頂部加載組件的加載動(dòng)作，橫向受荷樁4頂部受力，橫向受荷樁4發(fā)生繞底部的轉(zhuǎn)動(dòng)，多個(gè)土壓力測(cè)量元件6測(cè)得土壓力也發(fā)生變化，從而可以測(cè)得受荷樁4側(cè)面的土壓力變化值，且通過(guò)設(shè)置在橫向受荷樁4上的位移測(cè)量元件3可以測(cè)得橫向受荷樁4在頂部受橫向荷載的作用下的位移值，結(jié)合所測(cè)得的土壓力變化值，則可以得出橫向受荷樁4在繞底部移動(dòng)下其側(cè)面的土壓力分布規(guī)律。
[0033]具體地，頂部加載組件包括千斤頂8和傳力桿7，千斤頂8的底部固定在外槽I側(cè)壁上，千斤頂8的頂端與傳力桿7的一端連接，傳力桿7的另一端與橫向受荷體的頂部連接，所述千斤頂8采用FCY-20長(zhǎng)型液壓千斤頂，其中為了使千斤頂8的頂端與傳力桿7更穩(wěn)當(dāng)?shù)剡M(jìn)行加載力的傳遞，傳力桿7的一端還設(shè)置有連接塊701，以方便與千斤頂8對(duì)接。
[0034]為了使千斤頂8的高度可調(diào)，以適應(yīng)不同高度的受荷樁4的試驗(yàn)測(cè)量，本實(shí)用新型還包括豎向固定在外槽側(cè)壁上的調(diào)節(jié)導(dǎo)軌槽15，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌槽15的槽壁上沿豎向設(shè)置有多個(gè)安裝孔，千斤頂?shù)牡撞客ㄟ^(guò)螺栓組件固定在調(diào)節(jié)導(dǎo)軌槽15的安裝孔上。這樣，通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓組件可以將千斤頂8安裝在調(diào)節(jié)導(dǎo)軌槽15的不同高度的安裝孔上，從而使千斤頂?shù)母叨瓤烧{(diào)，進(jìn)而本實(shí)用新型的土壓力測(cè)模試驗(yàn)裝置可以應(yīng)用于不同高度的受荷樁4的試驗(yàn)測(cè)量中。
[0035]一般地，土壓力測(cè)量元件6為土壓力計(jì)；位移測(cè)量元件3為百分表。當(dāng)然，土壓力測(cè)量元件6不限于土壓力計(jì)，位移測(cè)量元件3也不限于百分表，也可以采用其他類(lèi)型的土壓力測(cè)量元件6與位移測(cè)量元件3。其中，橫向受荷樁4的兩側(cè)可均埋置JTM-V2000型振弦式土壓力計(jì)，分別沿豎向布置于橫向受荷樁4樁體兩側(cè)，分別用來(lái)測(cè)量樁側(cè)的主動(dòng)土壓力與被動(dòng)土壓力。
[0036]本實(shí)用新型中，受荷體可為單個(gè)受荷樁4，也可為多個(gè)并列設(shè)置的橫向受荷樁4。如圖2、圖3和圖5所示當(dāng)采用多個(gè)并列設(shè)置的橫向受荷樁4時(shí)，多個(gè)橫向受荷樁4頂部通過(guò)導(dǎo)桿5連接；導(dǎo)桿5的兩端分別通過(guò)并行的兩套頂部加載組件與外槽I的內(nèi)壁連接，也即導(dǎo)桿5的兩端分別通過(guò)一個(gè)傳力桿7與固定在外槽I側(cè)壁上的千斤頂8連接，這樣受荷樁4的頂部由兩個(gè)傳力桿7驅(qū)動(dòng)，多個(gè)橫向受荷樁4頂端驅(qū)動(dòng)受力更均勻，傳力桿的傳動(dòng)更精確穩(wěn)當(dāng)。另外，受荷樁4的間距一般為3d?5d或3b?5b(其中，d為圓樁的直徑，b為方樁的邊長(zhǎng))，受荷樁4頂部有預(yù)設(shè)的安裝孔14，用于穿過(guò)導(dǎo)桿5，導(dǎo)桿5與傳力桿7之間采用螺栓組件11連接，當(dāng)然也可采用其他連接方式。
[0037]本實(shí)用新型中，所述橫向受荷體不僅僅局限于橫向受荷樁4，其也可為擋土墻。當(dāng)橫向受荷體為擋土墻時(shí)，將擋土墻埋于土體10中，擋土墻的頂部水平設(shè)置兩套上述頂部加載組件，對(duì)頂部加載組件加載動(dòng)作，擋土墻的頂部在兩套頂部加載組件的驅(qū)動(dòng)下而受力移動(dòng)，進(jìn)而可測(cè)出相應(yīng)的擋土墻的土壓力分布規(guī)律。
[0038]綜上所述，本實(shí)用新型的受荷體頂部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模裝置中，通過(guò)將橫向受荷體埋置在內(nèi)槽2的土體10中，在頂部設(shè)置加載組件，該加載組件的一端抵在外槽I的側(cè)壁上，頂部加載組件加載動(dòng)作，以頂部驅(qū)動(dòng)的方式推動(dòng)受荷體移動(dòng)，然后通過(guò)埋置在橫向受荷體一側(cè)的土壓力計(jì)以及設(shè)置在受荷體上的百分表獲取受荷樁4側(cè)面在繞底部發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)條件下的樁側(cè)土壓力分布規(guī)律；通過(guò)并列設(shè)置的多個(gè)受荷樁4，在橫向受荷樁4的頂部設(shè)置導(dǎo)桿5，其兩端分別通過(guò)一個(gè)傳力桿7與固定在外槽I側(cè)壁上的千斤頂8連接，這樣橫向受荷樁4的頂部由兩個(gè)傳力桿7驅(qū)動(dòng)，可以使得多個(gè)橫向受荷樁4發(fā)生相同位移，然后通過(guò)埋置在每個(gè)橫向受荷樁4 一側(cè)的土壓力計(jì)以及設(shè)置在受荷體上的百分表獲取多個(gè)橫向受荷樁4在繞底部發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)條件下的樁側(cè)土壓力分布規(guī)律。
[0039]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種橫向受荷體頂部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模裝置，其特征在于:其包括外槽、內(nèi)槽、頂部加載組件、土壓力測(cè)量元件及位移測(cè)量元件，內(nèi)槽中設(shè)置有土體，橫向受荷體位于土體中，多個(gè)土壓力測(cè)量元件依次埋置于橫向受荷體側(cè)面的土體中，位移測(cè)量元件設(shè)置在橫向受荷體上，頂部加載組件水平設(shè)置于橫向受荷體的一側(cè)，頂部加載組件的一端抵在外槽的側(cè)壁上，另一端與橫向受荷體的頂部連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橫向受荷體頂部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模裝置，其特征在于:所述頂部加載組件包括千斤頂和傳力桿，千斤頂?shù)牡撞吭O(shè)置在外槽側(cè)壁上，千斤頂?shù)捻敹伺c傳力桿的一端連接，傳力桿的另一端與橫向受荷體的頂部連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橫向受荷體頂部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模裝置，其特征在于:還包括豎向固定在外槽側(cè)壁上的調(diào)節(jié)導(dǎo)軌槽，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌槽的槽壁上沿豎向設(shè)置有多個(gè)安裝孔，千斤頂?shù)牡撞客ㄟ^(guò)螺栓組件固定在調(diào)節(jié)導(dǎo)軌槽的安裝孔上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橫向受荷體頂部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模裝置，其特征在于:所述土壓力測(cè)量元件為土壓力計(jì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橫向受荷體頂部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模裝置，其特征在于:所述位移測(cè)量元件為百分表。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橫向受荷體頂部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模裝置，其特征在于:所述橫向受荷體為單個(gè)受荷樁。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橫向受荷體頂部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模裝置，其特征在于:還包括導(dǎo)桿，所述橫向受荷體為多個(gè)橫向受荷樁，多個(gè)橫向受荷樁并排設(shè)置在土體中，多個(gè)所述橫向受荷樁頂部通過(guò)導(dǎo)桿連接，導(dǎo)桿的兩端分別通過(guò)并行的兩套頂部加載組件與外槽的內(nèi)壁連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橫向受荷體頂部驅(qū)動(dòng)式土壓力測(cè)模裝置，其特征在于:所述受荷體為擋土墻。
【文檔編號(hào)】E02D1/00GK204000819SQ201420427548
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】李劍虹, 孟湘黔, 朱劍鋒, 陳媛 申請(qǐng)人:寧波市市政設(shè)施景觀建設(shè)有限公司