[实用新型]一种土压力模拟测试装置

说明书

本实用新型公开了一种土压力模拟测试装置，包括试验箱和支撑腿，试验箱的顶部开口，试验箱包括前挡板、后挡板以及可上下滑动地设置于所述前挡板和所述后挡板之间的下挡板，下挡板上沿左右方向滑动连接有挡板和调节挡板，调节挡板连接有驱动机构，试验箱内填充有上下均布的若干层土体模拟物，每层土体模拟物由左右排列的多个土体模拟棒构成，土体模拟棒为柱状体，土体模拟棒的轴向平行于试验箱的前后方向，调节挡板一侧固设有土压力盒。材料易得，操作方便，尤其适用于测试外部荷载带来的土压力增加和有限土体的土压力。土体模拟棒的重度和等效内摩擦角均与真实土体一致，测试准确，采用土压力盒测试，便于和现场测试相互印证。

技术领域

本实用新型涉及模拟测试装置技术领域，具体来说，涉及一种土压力模拟测试装置。

背景技术

在基坑支护设计、边坡支护设计计算时，需要知道荷载有多大，也就是土的侧向压力，这样才能依照此荷载设计支护结构，提供相应的抗力。土压力分为主动土压力、被动土压力、静止土压力三种，其形成条件依据支护结构是否发生位移、以及位移的方向来确定。目前土压力的计算依据勘察资料中土的粘聚力c和土的内摩擦角Φ两个参数，采用朗肯或者库伦公式进行计算，这两个公式提出均在两百年前，当时测试手段不高，所以公式带有很大的经验成分，且针对不同的土质会有较大的、不同的误差，为了测试土压力的真实值，便于工程设计和灾变监测，近代学者提出了多种方式，主要包括原位土压力盒测试和模拟试验箱测试，（比如申请号为201510479119.6的中国专利公开了有限土体刚性挡墙土压力模型试验装置，该装置包括试验箱、加载系统、挡土墙和量测系统。试验箱侧面嵌固钢化玻璃，试验箱底板上焊接刚性垫块，加载侧设置反力架，框架上焊接八组卡位钢块；反力架上安装两套可独立工作的加载系统，通过固定铰支座与移动挡墙相连接；固定边界根据填土宽度需要安装到指定卡位钢块上；挡土墙上埋设有微型土压力盒；移动挡墙后方安装有百分表；数码照相机置于试验箱侧面正前方。模拟不同填土宽度、墙土接触面、挡墙位移和变位模式，监测主动或者被动土压力的变化，探求土体位移场和滑裂面；申请号为201510682981.7的中国专利公开了一种可实时量测挡土墙平动时有限填土压力及位移变化的装置，包括有限填土试验箱系统、挡土墙平动系统和PIV测试系统；模拟有限填土挡墙平动时的自然应力状态，即试验时土体应力状态与实际工程中土体的状态相同；试验装置在挡土墙上等高度间距设置高精度的土压力传感器，可以实时量测有限填土的土压力；试验装置在试验箱正前方设置高精度的摄像机，同时用PIV技术可以实时量测挡墙平动全过程中土体位移图像；申请号为201620379706.8的中国专利一种挡墙内置式土压力模型试验装置，箱体为一个敞口长方体，箱体侧板上留有二个矩形开口，矩形开口外焊接滑槽，滑槽内中央放置滑块，滑块连接千斤顶，千斤顶焊接在千斤顶台座上。连接钢杆一端插入滑块，连接钢杆另一端与刚性挡墙刚性连接。弹性钢片焊接在滑块上。箱体内填有土体，土体上表面放置柔性加载水囊，竖向承压板固定在箱体顶部上。薄膜式压力传感器与孔压探头分别布设在刚性挡墙前侧面和后侧面上，滑槽内安装位移传感器。该装置满足了不同地面荷载条件下，同时研究刚性挡墙发生不同位移模式下的主动、被动土压力分布规律的需要；申请号为201720049523.4的中国专利公开了一种桩基模型试验中实现侧向土压力的装置，包括试验箱、模型桩、多块侧压传递板、多个加压设备和多个土压力传感器，所述模型桩、侧压传递板、加压设备和土压力传感器置于所述试验箱内；所述侧压传递板的一边与所述试验箱的侧壁活动连接，所述试验箱的相邻两个侧壁上的侧压传递板咬合相接，所述加压设备设在所述试验箱的侧壁与所在侧壁上的所述侧压传递板之间；所述模型桩置于所述侧压传递板围设的空间中，所述土压力传感器设于所述模型桩上）。尽管方式很多，但是有两个问题一直难以解决，一是原位测试的扰动和土压力盒精度问题，二是试验箱测试的土体相似性模拟，对于附加荷载和有限土体困难更多。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容