[发明专利]强夯置换法室内模型试验装置

说明书

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，具体涉及一种强夯置换法室内模型试验装置。

背景技术

强夯法是法国梅纳(Menard)技术公司于1969年首创的一种地基加固方法，发展至今，目前强夯法在国内外地基处理工程中得到了广泛的应用。但是，目前在强夯设计时各种参数的变化对加固效果的影响，以及对强夯作用下土体细观机制等在施工中必须解决和认识到的问题尚未真正认识清楚。所以需要强夯的各种试验，来对这些问题进行研究。

目前关于强夯的试验大多是现场试验，室内试验的装置奇缺。受场地条件等的影响，现场试验实施复杂，且可进行现场试验的工程有限，导致不方便进行开展现场试验。而目前现有的有限室内试验装置设备不够完善，考虑不够周密。这限制了对强夯法的各种机理的研究，制约了强夯法的进一步发展和完善。并且现有的强夯室内试验装置大多是半模型装置，试验的准确性受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种强夯置换法室内模型试验装置。

本发明提出的强夯置换法室内模型试验装置，由滑轮架1、支架2、固定杆3、模型箱4、螺纹钢筋5、加速度测试器6、土样7、压力盒8、滑轮9、拉绳10、挂钩11、夯锤12、切口缝13和固定孔14组成，其结构如图1、图2和图3所示。其中，滑轮架1、支架2、固定杆3、固定孔14、滑轮9、拉绳10挂钩11和夯锤12组成加载系统，支架2焊接在滑轮架1下端，支架2底端焊接固定杆3，模型箱4由两个内部空心的矩形体组成，两个矩形体之间通过螺纹钢筋5连接，两个矩形体中间有一切口缝13，模型箱4上设有固定孔14，固定杆3插入该固定孔14内；滑轮9吊于滑轮架1上，拉绳10一端连接有挂钩11，另一端绕滑轮9放置，且应使挂钩11竖直投影位于模型箱4中心位置，夯锤12挂于挂钩11下方，模型箱4内装有土样7，压力盒8埋设于土样7内，加速度测试器6置于土样7之上。

本发明中，模型箱4外围设有箍带15，箍带15的个数为1-3根，视具体的情况而定，两个矩形体上均设有4根螺纹钢筋5。

本发明中，拉绳10上标有刻度，可直接读出夯锤提升高度，当挂钩11与模型箱4上端持平时，读数为零。

本发明中，固定杆3与固定孔14经过处理，使之能够结合紧密，以确保加载系统的稳定。

本发明中，预留切口缝13，便于试样的切割分离，并避免了拆箱切割。

本发明中，压力盒8和加速度测试器6通过导线与外部电子收集系统连接。

本发明的工作过程如下：

模型箱4两部分通过螺纹钢筋5连接，并且用箍带15箍紧，在模型箱4中装入软粘土试样7，根据实际试验需要，试样7中埋设若干数量的压力盒8，试样7上部安装放置加速度测试器6。加载架系统通过固定杆3插入固定孔14中。其中压力盒8和加速度测试器6通过导线与外部电子收集系统连接，用来采集数据。根据试验需要，在挂钩11上悬挂不同的夯锤12，并且根据实际需要，将夯锤12通过带刻度的拉绳10提至一定高度，然松开拉绳让夯锤12自由下落，夯击土体7。产生夯坑以后，将准备好的置换材料放置夯坑中，并再次进行夯击。在整个过程中，外部电子收集系统也在实时收集加速度测试器6传来的数据。根据实际需要，在完成若干次的夯击置换以后，停止夯击。通过固定杆3与固定孔14的分离，将加载系统卸下。拆除箍带15与模型箱一侧的4根螺纹钢筋5，用特制的刀片通过切口缝13横向切割土体7，在切割过程中应尽量减少对土样的扰动。切割至模型另一侧时，拆除另外4根螺纹钢筋5，并将模型箱其中一半去除。至此，可以直观的对强夯处理后，中心位置的土体变形进行量测分析。需要用刻度尺进行各种变形数据的测量记录。

本发明的有益效果：

本发明装置拆卸简单，观测合理方便，主要特别适用于强夯置换室内模型试验，此外还可进行多种强夯类型的室内模拟试验，缓解了现有的强夯室内试验装置不足的问题。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的侧视图。

图3为本发明的俯视图。

图中标号：1为滑轮架，2为支架，3为固定杆，4为模型箱，5为螺纹钢筋，6为加速度测试器，7为土样，8为压力盒，9为滑轮，10为拉绳，11为挂钩，12为夯锤，13为切口缝，14为固定孔，15为箍带。

具体实施方式

下面通过实施例进一步描述本发明。

实施例1，模型箱4四壁和底板为厚度30毫米的木材制成。模型箱4四壁，其中两块为1530毫米×1560毫米，这两块木板两侧距离边缘10毫米处竖向间隔35毫米设置4个直径为10毫米的圆形孔，此外此二板顶端设置三个直径为10毫米、深度为200毫米、间隔100毫米的圆形孔14。模型箱4另外两个侧壁是由四块1500毫米×748毫米的木板组成，其中每块木板内部贯穿有四个竖向间隔35毫米、直径为10毫米的圆形孔(孔的长度为748毫米)，其中孔的竖向位置是与前述两块1530毫米×1560毫米板的孔位是对应的，以便于安装。模型箱4底板尺寸为1500毫米×1500毫米，和1530毫米×1560毫米板通过钢钉紧密连接。预制八根直径为10毫米、长度为1560毫米的螺纹钢筋5，制备两根内径为1560毫米×1560毫米的方形皮带15，用于箍住模型箱4，至此便可以将模型箱4完整的组装成一个整体。滑轮架1是由三根H型钢焊接而成，其中一根H型钢长度为1560毫米，作为滑轮架顶部杆，此杆中部位置焊接一个滑轮9。另外两根H型钢长度可根据试验实际所需夯击高度自定，此两根H型钢底部焊接直径10毫米，长度为200毫米的钢筋作为固定杆3，距离底部100毫米处两侧焊接与H型钢夹角为45度、长度为141毫米的角钢，作为支架2，支架2下部又竖直焊接直径为10毫米，长度为200毫米的钢筋，作为固定杆3。带有刻度麻绳可作为滑轮拉绳10，并且在拉绳一端设置一个挂钩11。夯锤可根据试验实际具体制备，可用生铁制成。至此加载系统组装完毕，通过固定杆3，固定于模型箱4上。参照图1～图3，本领域的技术人员均能顺利实施。