[发明专利]一种用于桩基模型试验的桩体固定装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于桩基模型试验的桩体固定装置及方法，它解决了现有技术中桩基模型试验不能实现桩基的差异沉降的问题，具有结构简单、操作便捷、能够满足模型试验的多组多样化要求的效果。其技术方案为：包括模型箱、桩体固定装置和移动夹持装置，模型箱用于填充土样；桩体固定装置包括上支撑板和下支撑板，所述上支撑板和下支撑板通过多个螺杆相连；且上支撑板和下支撑板对应位置均匀开设若干通孔；移动夹持装置设置于模型箱上方，在桩体固定装置放入模型箱后能够将桩体固定装置夹紧。

技术领域

本发明涉及桩基模型试验领域，尤其涉及一种用于桩基模型试验的桩体固定装置及方法。

背景技术

模型试验是指在实验室环境中，根据一定的相似原理对某一特定的工程地质问题，用缩小或等比的模型进行相应的试验，以获取相关数据及检查设计缺陷的方法，目前已成为工程领域主要的研究手段。桩基础作为当前我国广泛使用的基础形式，大量应用于高层建筑、桥梁、高铁等工程，因此确定桩承载类型、准确计算桩体极限承载力，保证桩基础能够满足工程需要，上部建（构）筑物能够安全运行，需在工程开始前进行试验验证。

为了确保模型试验过程中桩土界面的稳定接触和试验数据的精确测量，当前桩基模型试验多采用预埋法成桩，即先固定桩体位置，然后填埋试验土样进行试验。发明人发现，预埋法中对桩的固定多采用桩顶固定连接的方法，桩间无差异沉降的产生，与工程实际相差较大，同时对群桩中单桩的沉降和土压力也不能进行有效的测量，给模型试验带来较大的误差。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种用于桩基模型试验的桩体固定装置及方法，其具有结构简单、操作便捷、能够满足模型试验的多组多样化要求的效果。

本发明采用下述技术方案：

一种用于桩基模型试验的桩体固定装置，包括：

模型箱，用于填充土样；

桩体固定装置，包括上支撑板和下支撑板，所述上支撑板和下支撑板通过多个螺杆相连；且上支撑板和下支撑板对应位置均匀开设若干通孔；

移动夹持装置，设置于模型箱上方，在桩体固定装置放入模型箱后能够将桩体固定装置夹紧。

进一步的，所述移动夹持装置包括两个相互平行的横梁，横梁内侧安装多个夹持件。

进一步的，所述夹持件与横梁可拆卸连接。

进一步的，所述夹持件呈L型。

进一步的，所述横梁的长度大于模型箱长度。

进一步的，所述螺杆与上支撑板、下支撑板之间分别安装螺母。

进一步的，所述模型箱为顶部开口结构，其一侧安装透明板。

一种用于桩基模型试验的桩体固定装置的使用方法，包括以下步骤：

（1）将模型箱内土体填筑至预定高度，将已安装夹持件的横梁吊装至模型箱上方预定位置，同时将连接好的桩体固定装置固定于夹持件之间；

（2）将桩体固定装置移入模型箱，并用夹持件固定；使用气泡水平仪将上支撑板、下支撑板调至水平后，将夹持件拧紧固定；

（3）将预先制作完成的模型桩插入桩体固定装置对应的通孔中，并将监测元件的接线引出；

（4）当土样高度即将超过桩体固定装置的下支撑板时，转动螺母使下支撑板向上移动；

（5）重复步骤（4），直至横梁可卸下，桩体固定装置完全脱离桩体；

（6）土样填筑、桩体预埋完成，进行下一步试验工作。

进一步的，所述通孔直径大于桩体直径。