[发明专利]一种土钉拉拔试验箱及土钉拉拔试验装置

说明书

本发明涉及一种土钉拉拔试验箱及土钉拉拔试验装置，包括装置架和土钉拉拔试验箱，土钉拉拔试验箱包括用于填充试验土层的箱体，土钉拉拔试验装置包括用于对试验土层施加竖向力的竖向施压机构和用于对相应土钉施加横向作用力的横向施拉机构，箱体的左右相对箱体壁上分别沿上下方向导向移动设置有左侧支撑和右侧支撑，左侧支撑具有供相应土钉左端穿装的左侧支撑内孔，右侧支撑具有供所述土钉沿左右方向贯穿安装的右侧支撑内孔，横向施拉机构具有用于与土钉右端传动相连的土钉连接。本发明解决了现有技术中受试验竖向土层压力，土钉易发生挠曲变形而导致测力不准的问题。

技术领域

本发明涉及土钉支护试验领域中的土钉拉拔试验箱及土钉拉拔试验装置。

背景技术

土钉以其经济性及施工便捷性等优点，在基坑支护中广泛使用。土钉支护中，土钉受力性能是关乎基坑边坡安全稳定的关键所在，若土钉受力过大，则有可能发生土钉受拉屈服或土钉与周围土体之间发生滑移，而导致基坑边坡发生坍塌破坏。其中，土钉钉体破坏可由其材料屈服强度确定，而土钉与土体之间作用力涉及两种材料接触剪切作用问题，影响因素较多，较难确定。因此，钉土剪切摩擦作用力合理取值往往成为工程实践的控制指标。

通过土钉拉拔试验能较好地测试钉土剪切摩擦作用力，目前对土钉进行拉拔试验的装置主要包括用于充填岩土样本即试验土体的箱体，试验时，待测试的土钉设置在该箱体中，土钉的两端则支撑于箱体相对两侧的箱体壁上，土体上方通常采用橡胶水袋构成竖向施压装置，对试验土层施加竖向载荷，以模拟真实的地层压力，通过土钉一端的液压千斤顶对土钉施加拉力，液压千斤顶与土钉之间设置有测力计，以此测得土钉与土体的剪切摩擦作用力。

现有的这种土钉抗拔试验箱存在的问题在于：土钉的两端直接支撑于箱体的箱体壁上，当竖向施压装置对土钉上侧的试验土体施加压力后，试验土体会对土钉施加方向向下的作用力，由于土钉的两端被箱体壁支撑约束，土钉容易出现中部向下弯曲的挠曲变形，这不仅改变了钉土界面接触状态，使得土钉与土体接触应力不均匀，导致剪切摩擦力测试失真，也使得土钉与箱体壁的摩擦力增大，甚至会出现卡滞，进一步影响试验的可实施性及试验结果的准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种土钉拉拔试验箱，以解决现有技术中受试验竖向土层压力，土钉易发生挠曲变形的问题；本发明的目的还在于提供一种使用该土钉拉拔试验箱的土钉拉拔试验装置。

为解决上述技术问题，本发明中土钉拉拔试验装置的技术方案如下：

一种土钉拉拔试验装置，包括装置架和土钉拉拔试验箱，土钉拉拔试验箱包括用于填充试验土体的箱体，土钉拉拔试验装置包括用于对试验土体施加竖向力的竖向施压机构和用于对相应土钉施加横向作用力的横向施拉机构，箱体的左右相对箱体壁上分别沿上下方向导向移动设置有左侧支撑和右侧支撑，左侧支撑具有供相应土钉左端穿装的左侧支撑内孔，右侧支撑具有供所述土钉沿左右方向贯穿安装的右侧支撑内孔，横向施拉机构具有用于与土钉右端传动相连的土钉连接端。

横向施拉机构沿上下方向导向移动装配于装置架上。

装置架包括底座、设置于底座左右两侧的立柱和设置于立柱顶端的横梁，横向施拉机构设置于右侧的立柱上，竖向施压机构设置于所述横梁上。

竖向施压机构包括左右间隔布置的竖向加载缸，各竖向加载缸的下端均设置有加载球槽，土钉拉拔试验装置还包括用于在竖向施压机构与试验土体之间传力的加载盖板，加载盖板上端设置有与对应加载球槽适配传力的传力球头。

箱体的右侧箱体壁上设置有长度沿上下方向延伸的右侧长孔，右侧支撑具有与右侧箱体壁对贴连接或通过密封垫圈连接的右侧挡沿，右侧长孔中穿装有与右侧挡沿相连的螺栓。

箱体的右侧箱体壁上还开设有沿上下方向布置的右侧腰型孔，右侧支撑还包括通过螺钉固定在右侧挡沿右侧的固定板，右侧挡沿与固定板之间设有用于与土钉密封配合的右侧橡胶垫，固定板的右端突出于右侧箱体壁，固定板穿设于与所述右侧腰型孔中，右侧挡沿位于右侧箱体壁的左侧。