[发明专利]顶管实验箱及实验方法

权利要求书

1.一种顶管实验箱，其特征是它包括由骨架与透明板材围成的箱体，箱体的顶面敞开，箱体内放置有透明土，箱体的底部设有与骨架连接的滑道，滑道上安装有反力架；所述反力架包括可在滑道上滑动的滑动杆、至少包括一个千斤顶的顶管机构，滑动杆与滑道上均设有固定孔；箱体与千斤顶的对应面设有活动挡土板，活动挡土板上至少设有一个顶孔，顶孔上设有孔盖；箱体上及透明土中均设有测量机构。

2.根据权利要求1所述的顶管实验箱，其特征是所述顶管机构包括顶管，所述反力架上设有反力板，千斤顶的支撑部安装在反力板上，千斤顶的活塞杆上安装有顶板，顶管的受力中心与顶板的中心对应。

3.根据权利要求2所述的顶管实验箱，其特征是所述顶管包括有同一中心轴线的内顶管、外顶管，内顶管与外顶管之间通过骨架连接固定，外顶管上设有注浆孔、出浆孔。

4.根据权利要求3所述的顶管实验箱，其特征是所述骨架将内顶管与外顶管之间的空间分隔成至少2个轴向的独立空间，外顶管上对应每个独立空间分别设有注浆孔、出浆孔。

5.根据权利要求1所述的顶管实验箱，其特征是箱体顶部设有桩基模型加载机构，所述桩基模型加载机构包括加压杠杆，加压杠杆上设有加压杆，加压杠杆一端铰接在箱体上，另一端安装有砝码。

6.根据权利要求1所述的顶管实验箱，其特征是所述测量机构包括在透明土上部表面设有沉降钉，所述沉降钉成网格布置；在箱体的四周外壁布设有坐标网，透明土内水平布置有固定绳，固定绳上设有观测珠，使观测珠在箱体内成立体网格布置；透明土中分别安装有测斜管和土压力盒；箱体侧面安装有激光笔。

7.一种顶管实验箱实验方法，其特征是它包括以下步骤：⑴制备由透明板材与骨架围成的箱体，箱体的顶面敞开，在箱体的底部安装与骨架连接的滑道，滑道上安装有反力架，所述反力架包括可在滑道上滑动的滑动杆、至少包括一个千斤顶的顶管机构，滑动杆与滑道上均设有固定孔；箱体与千斤顶的对应面设有活动挡土板，活动挡土板上至少设有一个顶孔，顶孔上设有孔盖；所述顶管机构包括顶管，所述反力架上设有反力板，千斤顶的支撑部安装在反力板上，千斤顶的活塞杆上安装有顶板，顶管的受力中心与顶板的中心对应；⑵根据实验要求，往箱体内分层填筑透明土，并压实，填土过程中，相应安装好固定绳、测斜管、土压力盒，固定绳上设有观测珠，使观测珠在箱体内成立体网格布置；测斜管竖向安装，土压力盒包括竖向安装的竖向土压力盒和水平方向安装的水平土压力盒；同时在箱体侧面安装激光笔，激光笔轴线垂直于箱体的侧面；通过激光笔在箱体侧面标记各层观测珠的初始位置；⑶最后在透明土的表面安装好沉降钉，沉降钉成网格布置，再将千分表通过支架安装在箱体上，千分表顶住沉降钉顶面，记录沉降钉初始位移；记录各测斜管的水平位移初始值，以及各竖向土压力盒、水平土压力盒的初始读数；⑷将滑动杆安装在滑道上的合适位置，并用销钉通过固定孔固定；再根据实验要求，打开箱体活动挡土板上的孔盖，在反力架上安装好顶管、千斤顶；⑸千斤顶加压推动顶管前移，每次顶入5～10㎝，掏出顶管内的透明土；记录各测斜管水平位移值、各竖向土压力盒、水平土压力盒的土压力，以及各沉降钉的位移，用激光笔标记各观测珠位置，测出观测珠的竖向位移和水平位移；⑹当顶入量超过千斤顶行程时，千斤顶的活塞杆回缩，移动滑动杆至下一个固定孔固定；⑺重复步骤⑸、⑹，直至顶管全部顶入透明土内，进行单管或多管的同步或多管的错步顶管施工实验。

8.根据权利要求7所述的顶管实验箱实验方法，其特征是箱体顶部设有桩基模型加载机构，所述桩基模型加载机构包括加压杠杆，加压杠杆上设有加压杆，加压杠杆一端铰接在箱体上，另一端安装有砝码；重复步骤⑷～⑺，进行单管或多管的同步或多管的错步顶管施工实验。