[发明专利]一种平动式土压力测模试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种平动式土压力测模试验装置。 

背景技术

目前，在深基坑工程、港口工程、桥梁工程、高层建筑和边坡等工程中，受荷体(例如受荷桩和挡土墙)应用较为广泛，其主要承受横向力及力矩的作用或者竖向荷载的作用。 

以受荷桩为例，按其受力特点可分为竖向受荷桩(如桩基础)与横向受荷桩(如抗滑桩、围护桩)。在横向受荷桩的受力分析过程中，最大的难点在于如何准确确定作用于桩的侧向土压力。一方面，桩侧土压力与土体和桩的变形大小及模式相关，因此，需要将桩和土体作为整体来考虑；另一方面，风化、地震、降雨以及桩体施工等会改变土体密度、孔隙比、含水量等物理参数，引起土体力学参数(c,等)发生变化，进而改变桩侧土压力的大小和分布规律。 

目前，在横向受荷体(如抗滑桩、挡土墙)常规设计中土压力一般取静止土压力或极限状态下的主动土压力或被动土压力。然而实际工程中的土压力是土与横向受荷体之间相互作用的结果，横向受荷体的不同变位模式、土体的变形与强度特性都对土压力的大小和分布规律产生影响。传统设计理论所采用的许多假设都在不同程度地回避受荷体与土体相互作用问题，因此使得横向受荷体侧土压力计算方法缺乏理论依据，设计参数存在诸多假设和不确定性，横向受荷体的设计计算大多依靠设计师的经验，设计理论滞后，工程失效的情况也时有发生，造成了巨大的财产损失(例如，3m×2m截面的抗滑桩造价基本上每米上万元，浙江省上三高速公路6#滑坡抗滑桩加固工程费用超过 四千万)，且工程失效涉及民生安全，关系重大。因此，积极开展横向受荷体侧土压力的试验研究具有较强的工程应用背景，而且具有非常重要的理论与应用价值。 

鉴于人为因素(桩体施工)、自然因素(降雨、地震等)及桩体(墙体)位移等扰动因素影响下横向受荷体与土体相互作用的复杂性，建立合理的桩侧土压力计算模型必须基于大量的试验。 

然而，现场试验成本过高，模型试验成为研究横向受荷体(抗滑桩、挡土墙等)体侧土压力分布特性的有效手段。但目前有关该方面的试验装置比较欠缺。因此，研制一种横向受荷体侧土压力测量模型试验装置，以满足横向受荷体侧土压力分布规律研究的需要成为工程界迫切需要解决的问题，鉴于实际工程中横向受荷体经常发生横向平动式的移动，因此开展该位移模式下横向受荷体侧土压力分布规律的研究显得很有必要。 

因此，针对以上不足，本发明提供了一种平动式土压力测模试验装置。 

发明内容

(一)要解决的技术问题 

本发明的目的是提供一种平动式土压力测模试验装置以满足横向受荷体发生平动位移模式下土压力分布规律的研究需要。 

(二)技术方案 

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种平动式土压力测模试验装置，其包括外槽、内槽、上加载组件、下加载组件、土压力测量元件及位移测量元件，内槽中设置有土体，横向受荷体位于土体中，多个土压力测量元件依次埋置于横向受荷体侧面的土体中，位移测量元件设置在横向受荷体上，上加载组件和下加载组件水平设置且位于横向受荷体的同侧，上加载组件的一端抵在外槽的侧壁上，另一端与横向受荷体的顶部连接，下加载组件的一端抵在外槽的侧壁上，另一 端与横向受荷体的底部连接。 

其中，所述上加载组件包括第一千斤顶和第一传力杆，第一千斤顶的底部设置在外槽侧壁上，第一千斤顶的顶端与第一传力杆的一端连接，第一传力杆的另一端与横向受荷体的顶部连接。 

其中，所述下加载组件包括第二千斤顶和第二传力杆，第二千斤顶的底部设置在外槽侧壁上，第二千斤顶的顶端与第二传力杆的一端连接，第二传力杆的另一端与横向受荷体的底部连接。 

其中，还包括竖向固定在外槽侧壁上调节导轨槽，调节导轨槽的槽壁上沿竖向设置有多个安装孔，第一千斤顶的底部通过螺栓组件固定在调节导轨槽上部的安装孔上，第二千斤顶的底部通过螺栓组件固定在调节导轨槽下部的安装孔上。 

其中，所述土压力测量元件为土压力计。 

其中，所述位移测量元件为百分表。 

其中，所述横向受荷体为单个横向受荷桩。 

其中，还包括第一导杆，所述横向受荷体为多个横向受荷桩，多个横向受荷桩并排设置在土体中，多个所述横向受荷桩顶部通过第一导杆连接，第一导杆的两端分别通过并行的两套上加载组件与外槽的内壁连接。 

其中，还包括第二导杆，多个横向受荷桩底部通过第二导杆连接，第二导杆的两端分别通过并行的两套下加载组件与外槽的内壁连接。