專(zhuān)利名稱(chēng)：土拱試驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土拱試驗(yàn)儀，特別涉及一種主要用于抗滑樁樁間土拱試驗(yàn)
的土拱試驗(yàn)儀。
背景技術(shù)：
土拱是指土體承受一定壓力后在其內(nèi)部形成的拱，拱的性質(zhì)由土體本 身的物理力學(xué)性質(zhì)決定。土拱的形成改變了土體中的應(yīng)力狀態(tài)，引起應(yīng)力 重新分布，把作用于拱上的壓力傳遞到拱腳及周?chē)€(wěn)定介質(zhì)中去。土拱拱 形及拱體的幾何及力學(xué)性質(zhì)，直接影響甚至決定了加固結(jié)構(gòu)物的設(shè)計(jì)參 數(shù)，例如，在抗滑樁與樁間結(jié)構(gòu)物聯(lián)合加固措施的設(shè)計(jì)中，樁與樁間結(jié)構(gòu) 物上力的分配，就決定于樁間土拱的性質(zhì)。所以，通過(guò)試驗(yàn)手段，再現(xiàn)特 定工程環(huán)境下的土拱，明確拱形與拱體性質(zhì)，及其影響因素、變化規(guī)律， 顯得尤為重要。但目前，尚無(wú)關(guān)于土拱的較好試驗(yàn)方法及試驗(yàn)設(shè)備見(jiàn)諸報(bào)
道，主要原因是不具備土拱呈現(xiàn)的力學(xué)和空間條件，具體如下(l)實(shí)際 加固工程中， 一般不允許土體破壞，這樣拱前土體就不會(huì)移走，土拱就無(wú) 法在實(shí)際工程中觀測(cè)到，故目前很少有土拱的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)；(2)模型試驗(yàn)中， 大多試驗(yàn)者追求模型與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況相似，將土體潛在運(yùn)移方向設(shè)為與現(xiàn) 場(chǎng)一致，由于模型較小，拱前土體自重就較小，但其受到的摩擦力相對(duì)來(lái) 說(shuō)又較大，拱前土拱仍不具備移走的條件，所以目前報(bào)道的土拱常規(guī)物理 模型試驗(yàn)很少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可實(shí)現(xiàn)土拱直接再現(xiàn)，并通過(guò) 拱前土壓力測(cè)試驗(yàn)證土拱的土拱試驗(yàn)儀。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明的土拱試驗(yàn)儀， 其特征是它包括箱體、拱腳模型柱和加壓裝置和測(cè)力裝置，箱體具有上端口和下端口 ，兩個(gè)拱腳模型柱間隔設(shè)置在箱體的下端口處，加壓裝置設(shè) 置在箱體上端口的上方，箱體下端口的下方具有拱前土下落空間。
本發(fā)明的有益效果是，可實(shí)現(xiàn)土拱的直接再現(xiàn)，可直接量測(cè)拱高、 拱跨，描繪換形，經(jīng)計(jì)算處理得出拱軸線；可通過(guò)測(cè)量拱前土壓力的分布
確定土拱的存在及其影響因素，并確定拱跨；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能方便地進(jìn)行各
種土的土拱試驗(yàn)。


本說(shuō)明書(shū)包括如下三幅附圖 圖1是本發(fā)明土拱試驗(yàn)儀的半剖視圖； 圖2是沿圖1中A - A線的剖^L圖； 圖3是沿圖2中B - B線的剖;f見(jiàn)圖。
圖中示出零部件、部位名稱(chēng)及所對(duì)應(yīng)的標(biāo)記箱體io、拱腳模型柱 11、端孔12、內(nèi)擋板13、拱前土下落空間14、加壓斧反20、底座21、傳力 筋板22、壓力傳感器23、自動(dòng)油壓千斤頂30、螺桿40、上框架板41 、第 一支撐框板42、第二支撐框板43、第三支撐框板44、下框架板45、 土壓 力測(cè)試板46、壓力傳感器47。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
參照?qǐng)Dl和圖2,本發(fā)明的土拱試驗(yàn)儀，它包括箱體10、拱腳模型柱 11和加壓裝置和測(cè)力裝置，箱體10具有上端口和下端口 ，兩個(gè)拱腳模型 柱11間隔設(shè)置在箱體10的下端口處，加壓裝置設(shè)置在箱體10上端口的上 方，箱體10下端口的下方具有拱前土下落空間14。試驗(yàn)時(shí)，由加壓裝置 向箱體10內(nèi)的土樣進(jìn)行加壓，直至兩個(gè)拱腳支撐板11之間的拱前土下落， 形成土拱為止，直接再現(xiàn)土拱，可直接量測(cè)拱高、拱跨，描繪拱形，經(jīng)計(jì) 算處理得出拱軸線。還可通過(guò)設(shè)置在箱體10的下端口下方的壓力傳感器 測(cè)量拱前土壓力的分布確定土拱的存在及其影響因素，并確定拱跨。
參照?qǐng)D1,所述加壓裝置由加壓板20和驅(qū)動(dòng)該加壓板20沿箱體10縱 向直線往復(fù)移動(dòng)的自動(dòng)油壓千斤頂30構(gòu)成。自動(dòng)油壓千斤頂30可對(duì)箱體
510內(nèi)的土樣進(jìn)行連續(xù)穩(wěn)定加壓，可有效地避免壓力回縮造成的土樣中應(yīng) 力回彈。參照?qǐng)D3，為將由自動(dòng)油壓千斤頂30產(chǎn)生的壓力均勻地傳遞給 到箱體10內(nèi)的土樣上，所述加壓板20的上板面上分布設(shè)置有傳力筋板22, 各傳力筋板22與設(shè)置在該上板面上中央部位的承力座21固定連接。參照 圖1，所述測(cè)力裝置包括設(shè)置在承力座21與自動(dòng)油壓千斤頂30的頂桿之 間的壓力傳感器23,由該壓力傳感器23測(cè)量土拱試驗(yàn)過(guò)程中的壓力。參 照?qǐng)D2,所述測(cè)力裝置還包括布設(shè)在土壓力測(cè)試板46上的壓力傳感器47, 土壓力測(cè)試板46活動(dòng)設(shè)置在箱體10下端口的下方。
參照?qǐng)D1，所述箱體10下端口處，在箱體10的前壁、后壁上開(kāi)設(shè)有 兩組分別供兩個(gè)拱腳模型柱11插入的端孔12。為能方便地調(diào)整兩個(gè)拱腳 模型柱11，結(jié)合相似比例的改變，以適應(yīng)不同試驗(yàn)條件的需要，參照?qǐng)D2, 所述端孔12的截面積大于拱腳模型柱11的截面積，在箱體10內(nèi)設(shè)置有與 拱腳模型柱11相配合的可遮擋端孔12與拱腳模型柱11之間間隙的內(nèi)擋板 13。
為方便土樣制備和試驗(yàn)操作，參照?qǐng)D1,所述箱體10安裝在框架上， 該框架包括四才艮豎立的螺桿40和通過(guò)螺母可拆卸安裝在螺桿40上部、下 部的上框架板41和下框架板(45),以及通過(guò)螺母間隔可縱向移動(dòng)安裝 在螺桿40上的第一支撐框板42、第二支撐框板43和第三支撐框板44。所 述箱體10固定于第一支撐框板42、第二支撐框板43之間，所述自動(dòng)油壓 千斤頂30安裝固定在上框架板41上，所述土壓力測(cè)試板46活動(dòng)設(shè)置于第 二支撐框板43與第三支撐框板44之間，縱向間隔的第三支撐框板44與下 框架板45之間形成拱前土下落空間14。通過(guò)各處的螺母調(diào)節(jié)并定位各部 件的位置，使第一支撐框板42、第二支撐框板43、箱體10等均可縱向上 下移動(dòng)。
以上所述只是用圖解說(shuō)明本發(fā)明土拱試驗(yàn)儀的一些原理，并非是要將 本發(fā)明局限在所示和所述的具體結(jié)構(gòu)和適用范圍內(nèi)，故凡是所有可能被 利用的相應(yīng)修改以及等同物，均屬于本發(fā)明所申請(qǐng)的專(zhuān)利范圍。
權(quán)利要求
1. 土拱試驗(yàn)儀，其特征是它包括箱體(10)、拱腳模型柱(11)和加壓裝置和測(cè)力裝置，箱體(10)具有上端口和下端口，兩個(gè)拱腳模型柱(11)間隔設(shè)置在箱體(10)的下端口處，加壓裝置設(shè)置在箱體(10)上端口的上方，箱體(10)下端口的下方具有拱前土下落空間(14)。
2. 如權(quán)利要求1所述的土拱試驗(yàn)儀，其特征是所述加壓裝置由加 壓板(20 )和驅(qū)動(dòng)該加壓板(20 )沿箱體(10 )縱向直線往復(fù)移動(dòng)的自 動(dòng)油壓千斤頂(30)構(gòu)成。
3. 如權(quán)利要求2所述的土拱試驗(yàn)儀，其特征是所述加壓板(20)的 上板面上分布設(shè)置有傳力筋板(22),各傳力筋板(22)與設(shè)置在該上 板面上中央部位的承力座(21)固定連接。
4. 如權(quán)利要求3所述的土拱試驗(yàn)儀，其特征是所述測(cè)力裝置包括設(shè) 置在承力座(21)與自動(dòng)油壓千斤頂(30)的頂桿之間的壓力傳感器(23),以及布設(shè)在土壓力測(cè)試板(46)上的壓力傳感器(47) , 土壓力 測(cè)試板(46)活動(dòng)設(shè)置在箱體(10)下端口的下方。
5. 如權(quán)利要求2、 3或4所述的土拱試驗(yàn)儀，其特征是所述箱體(10 ) 下端口處，在箱體(10)的前壁、后壁上開(kāi)設(shè)有兩組分別供兩個(gè)拱腳模型 柱(11 )插入的端孑L ( 12)。
6. 如權(quán)利要求5所述的土拱試驗(yàn)儀，其特征是所述端孔(12)的截 面積大于拱腳模型柱(11 )的截面積，在箱體(10)內(nèi)設(shè)置有與拱腳模 型柱(11 )相配合的可遮擋端孔(12)與拱腳模型柱(11 )之間間隙的 內(nèi)擋板(13)。
7. 如權(quán)利要求6所述的土拱試驗(yàn)儀，其特征是所述箱體(10)安裝 在框架上，該框架包括四根豎立的螺桿(40)和通過(guò)螺母可拆卸安裝在 螺桿(40)上部、下部的上框架板(41 )和下框架板(45),以及通過(guò) 螺母間隔可縱向移動(dòng)安裝在螺桿(40)上的第一支撐框板(42)、第二 支撐框板(43)和第三支撐框板(44)。
8.如權(quán)利要求7所述的土拱試驗(yàn)儀，其特征是所述箱體(10)固定 于第一支撐框板(42)、第二支撐框板(43)之間；所述自動(dòng)油壓千斤頂 (30)安裝固定在上框架板(41 )上；所述土壓力測(cè)試板(46)活動(dòng)設(shè)置 于第二支撐框板(43)與第三支撐框板(44)之間；縱向間隔的第三支撐 框板(44)與下框架板(45)之間形成拱前土下落空間(M)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種土拱試驗(yàn)儀，旨在實(shí)現(xiàn)土拱直接再現(xiàn)，并可通過(guò)拱前土壓力測(cè)試驗(yàn)證土拱。它包括箱體(10)、拱腳模型柱(11)和加壓裝置和測(cè)力裝置，箱體(10)具有上端口和下端口，兩個(gè)拱腳模型柱(11)間隔設(shè)置在箱體(10)的下端口處，加壓裝置設(shè)置在箱體(10)上端口的上方，箱體(10)下端口的下方具有拱前土下落空間(14)。本發(fā)明的有益效果是，可實(shí)現(xiàn)土拱的直接再現(xiàn)，可直接量測(cè)拱高、拱跨，描繪拱形，經(jīng)計(jì)算處理得出拱軸線；可通過(guò)測(cè)量拱前土壓力的分布確定土拱的存在及其影響因素，并確定拱跨；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能方便地進(jìn)行各種土的土拱試驗(yàn)。
文檔編號(hào)G01M99/00GK101504334SQ20091005844
公開(kāi)日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2009年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月26日
發(fā)明者姚元鋒, 熊自英, 蔣楚生, 趙曉彥 申請(qǐng)人:中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司