[发明专利]一种用于研究桩-土相互作用的试验装置及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种用于研究桩-土相互作用的试验装置及其操作方法。

背景技术

随着我国经济社会的高速发展，特别是公路和铁路交通的迅猛发展，桥梁结构的设计方案面临着更高的要求，其中桥墩的力学性能和施工便利性尤为重要，对于墩柱结构桩-土相互作用的研究和试验也因此具有显著的意义。

但是，现有研究桩-土相互作用的试验中，往往将墩柱下端直接固定，在理想的边界条件下进行相关测试。这与墩柱下端埋于土中的实际情况有着一定的差别，由此造成的误差影响了试验结果的可信度和应用性。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于研究桩-土相互作用的试验装置及其操作方法，本发明试验装置装配使用时，墩柱下端埋于土中，并可通过调节装置的容积进行不同土压下的测试，解决了现有桩-土相互作用试验条件与实际情况存在差别的问题。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于研究桩-土相互作用的试验装置，包括活动筒板1、拼缝筒板2、对拉螺栓3和水平作动器4；所述活动筒板1由两块独立的筒板拼合组成，在两端的连接处向外侧伸展，拼合时留有缝隙，所述拼缝筒板2位于所述活动筒板1缝隙内侧，所述对拉螺栓3和水平作动器4为多个，布置于所述活动筒板1缝隙外侧伸展处；所述拼缝筒板2与活动筒板1高度相等，二者拼合后成为四周封闭的筒形装置。

所述活动筒板1由两块独立的圆弧形筒板拼合组成。

所述两块独立的圆弧形筒板的形状相同。

所述拼缝筒板2为两块独立的圆弧形筒板。

所述活动筒板1、拼缝筒板2和对拉螺栓3的材质均为钢。

上述所述的试验装置的操作方法，包括如下步骤：

步骤1：制备墩柱6，使其高度高于活动筒板1的高度，竖直放置于地面；

步骤2：安装活动筒板1，使墩柱6位于两块筒板组成的活动筒板1的几何图形中心位置，在活动筒板1缝隙内侧安装拼缝筒板2，使其与活动筒板1组成四周封闭的筒形装置；

步骤3：在活动筒板1缝隙外侧伸展处安装并固定对拉螺栓3和水平作动器4，向拼缝筒板2与活动筒板1组成的四周封闭的筒形装置中填入土，填土5表面与筒形装置上缘平齐；

步骤4：打开对拉螺栓3，调节水平作动器4，使土的围压达到预设值后，再固定对拉螺栓3，在墩柱6上端安装加载柱头7，开始试验。

本发明和现有技术相比，具有如下优点：

1、本发明试验装置构造简洁，所用构件可重复利用，取材方便，基本可采用工厂预制加工；本发明试验装置的施工方法简单易行，安全可靠，水平作动器通过施力于活动筒板改变其缝隙大小，从而改变装置容积进行不同土压下的测试，解决了现有桩-土相互作用试验条件与实际情况存在差别的问题。

2、贴合墩柱实际使用情况，提高了桩-土相互作用实验研究的可信度，为墩柱桩-土相互作用的试验研究提供了安全可靠的试验装置和施工方法。

附图说明

图1为用于研究桩-土相互作用的试验装置整体结构示意图。

图2为用于研究桩-土相互作用的试验装置俯视图。

图3为用于研究桩-土相互作用的试验装置依照本发明所述操作方法装配使用时示意图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。

如图1和图2所示，本发明一种用于研究桩-土相互作用的试验装置，包括活动筒板1、拼缝筒板2、对拉螺栓3和水平作动器4；活动筒板1由两块独立的筒板拼合组成，在两端的连接处向外侧伸展，拼合时留有缝隙，拼缝筒板2位于活动筒板1缝隙内侧，对拉螺栓3和水平作动器4为多个，布置于活动筒板1缝隙外侧伸展处；拼缝筒板2与活动筒板1高度相等，二者拼合后成为四周封闭的筒形装置。

作为本发明的优选实施方式，所述活动筒板1由两块独立的圆弧形筒板拼合组成。作为进一步地优选实施方式，所述两块独立的圆弧形筒板的形状相同。

作为本发明的优选实施方式，所述拼缝筒板2为两块独立的圆弧形筒板。

作为本发明的优选实施方式，所述活动筒板1、拼缝筒板2和对拉螺栓3的材质均为钢。

如图3所示，本发明试验装置的操作方法，包括如下步骤：

步骤1：制备墩柱6，使其高度高于活动筒板1的高度，竖直放置于地面；

步骤2：安装活动筒板1，使墩柱6位于两块筒板组成的活动筒板1的几何图形中心位置，在活动筒板1缝隙内侧安装拼缝筒板2，使其与活动筒板1组成四周封闭的筒形装置；