[发明专利]一种基于地基桩、边坡抗滑桩桩间土拱效应的模型试验箱

说明书

本发明公开了一种基于地基桩、边坡抗滑桩桩间土拱效应的模型试验箱，包括：底部设置有升降台的钢构支撑框架，所述钢构支撑框架上对称设置有两个横向连杆，每个所述横向连杆上均设置有一个旋转轴，两个所述旋转轴同轴线设置，两个所述旋转轴远离所述横向连杆的端部固定设置有试验仓装置，每个所述横向连杆上还设置有与所述横向连杆相垂直布置的竖向连杆，所述竖向连杆上设置有用于固定所述试验仓装置的固定轴，所述试验仓装置上方设置有固定在所述钢构支撑框架上的轴向压力装置，该复合功能的试验模型箱能实现土拱效应在两种典型工程的运用研究，为研究者研究土拱效应提供一个可行的、全面的、高效的模型装置。

技术领域

本发明涉及一种基于地基桩、边坡抗滑桩桩间土拱效应的模型试验箱。

背景技术

在岩土工程领域，土拱效应被广泛应用于隧道、基坑开挖、加筋土、被动桩、抗滑桩、挡土墙及桩承式路堤等领域。对土拱效应形成机制、影响因素及其在工程中的合理运用进行研究，实现土拱效应的直接再现，直接对土拱的形态进行描述，对工程运用来说具有非常重要的意义。受土拱形成机理研究深度所限，目前国外对土拱效应的实验研究，主要采用现场原型实验观测、缩尺模型试验和数值模拟分析三种手段开展研究。现场原型实验只能结合具体工程，观测结果受施工条件和成本影响，很难对土拱效应开展全面的实验观察，费用极为高昂；缩尺实验一般针对具体抗滑桩、隧道灯工程构筑物对象开展试验分析，通常实验装置是没有普遍适用性，其一般实验完成后无法充分利用；数值模拟分析被较多地用在土拱效应的分析中，但目前对于数值分析中，有限元分析软件、有限差分软件和离散元软件其自身的数值分析原理有差异，对土拱效应的分析结果受限有计算软件的算法及自带岩土体的本构条件，通常只能对土拱效应进行验证，单独难以揭示土拱效应真实演化发展规律。本发明旨在对土拱效应形成机制、影响因素及其在工程中的合理运用进行研究，实现土拱效应的直接再现，设备操作简明、可重复使用，可以针对多种工程构筑物开展土拱效应实验，对工程运用来说具有非常重要的意义。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明提供一种基于地基桩、边坡抗滑桩桩间土拱效应的模型试验箱，包括：底部设置有升降台的钢构支撑框架，所述钢构支撑框架上对称设置有两个横向连杆，每个所述横向连杆上均设置有一个旋转轴，两个所述旋转轴同轴线设置，两个所述旋转轴远离所述横向连杆的端部固定设置有试验仓装置，其中一个所述旋转轴远离试验仓装置的端部设置有角度刻度盘，每个所述横向连杆上还设置有与所述横向连杆相垂直布置的竖向连杆，所述竖向连杆上设置有用于固定所述试验仓装置的固定轴，所述钢构支撑框架上固定设置有轴向压力装置；所述轴向压力装置包括固定设置在所述钢构支撑框架上的钢构支撑横梁，设置在所述钢构支撑横梁上的加载器，设置在所述加载器下方的轴向压力板，所述加载器与所述轴向压力板中间连接有土压力传感器，用于监测所述加载器的输出荷载；所述试验仓装置包括试验箱，所述试验箱为具有底壁、四个侧壁以及顶壁的正方体状箱体，所述试验箱的底壁上开有抗滑桩孔位，其中所述试验箱的三个侧壁上分别设置有一个压力板，每个所述压力板均通过若干个均匀分布的连接轴固定设置在所述试验箱的侧壁上，所述试验箱的顶壁和所述试验箱中未设置压力板的侧壁均可拆卸，所述连接轴设置在所述试验箱中对立的两个含有压力板的侧壁上。

优选地，所述固定轴与所述竖向连杆的连接方式为螺纹连接。

优选地，所述压力板与外部电动压力施加系统相连接。

优选地，每个所述压力板分别通过～个所述连接轴固定设置在所述试验箱的侧壁上。

本发明将地基桩基加固中桩间土拱效应试验模式与边坡抗滑桩支护过程中的土拱效应试验模式相结合，构建的一个新型土拱效应试验模型装置，该复合功能的试验模型箱能实现土拱效应在两种典型工程的运用研究，为研究者研究土拱效应提供一个可行的、全面的、高效的模型装置，解决了一般装置的不足，减小试验器材的占地空间，节约成本。

附图说明