推移式斜坡地形模型基础水平载荷试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种推移式斜坡地形模型基础水平载荷试验装置，包括模型框、斜坡地基、托槽、千斤顶、U型传力梁和模型基础，斜坡地基装填至模型框内，模型基础底端填埋至斜坡地基的坡面上；托槽安装在靠近斜坡地基坡面较高一端的模型框外侧，千斤顶水平安装在托槽内，千斤顶的活塞朝向模型框；U型传力梁开口侧的两端分别与模型基础的顶端和千斤顶的活塞连接，U型传力梁跨通过千斤顶和模型基础跨设在模型框内外两侧。本发明专利技术在无需增加反力附件的条件下，实现水平加载(U型传力梁)的自平衡；水平加载在装配、加载过程中不对斜坡地基地形造成破坏和扰动；试验主要影响区域在基础前侧，便于对其进行影像记录；对模型基础的加载高度可调节。

Foundation horizontal load test device for moving slope terrain model

The invention discloses a horizontal load test device for a push-type slope topographic model foundation, which comprises a model frame, a slope foundation, a bracket, a jack, a U-shaped force transfer beam and a model foundation. The slope foundation is loaded into the model frame, and the bottom of the model foundation is buried on the slope surface of the slope foundation; the bracket is installed on the slope surface near the slope foundation. On the outside of the model frame at the higher end, the jack is horizontally installed in the bracket, and the piston of the jack faces the model frame; the two ends of the opening side of the U-shaped force transfer beam are connected with the top of the model foundation and the piston of the jack respectively; and the U-shaped force transfer beam spans both sides of the model frame through the jack and the model foundation. The invention realizes the self-balance of the horizontal loading (U-shaped force transfer beam) without adding the reaction accessories; the horizontal loading does not cause damage and disturbance to the slope foundation terrain in the process of assembly and loading; the main influence area of the test is in the front of the foundation, which is convenient for image recording; and the loading height of the model foundation is adjustable. Festival.

【技术实现步骤摘要】
推移式斜坡地形模型基础水平载荷试验装置
本专利技术属于地基基础模型试验装置，本专利技术涉及一种斜坡地形模型基础水平载荷试验装置设计。
技术介绍
在现有技术中，工民建行业，尤其铁路、公路、输电线路等大区域跨度的线性工程，存在基础位于斜坡上的情况，在这种情况下基础下坡方向水平承载能力往往成为设计控制条件。斜坡地基真型试验是最理想的研究手段，但其费用高、周期长、边界条件不易控制的弊端限制了其普及，因此模型试验成为研究斜坡地基基础承载特性的重要补充手段。目前，水平地基基础水平加载结构有牵引式和推移式2类。牵引式的水平加载结构在基础前方；而推移式的水平加载结构在基础后方。一般情况下牵引式和推移式水平加载为试验基础-水平传力结构-反力附件的线性结构，在不破坏或扰动原始地基条件下无法直接应用于斜坡地形基础水平荷载试验。当前的水平加载装置有如下缺点：1)水平加载装置无法自平衡，即须额外增加反力附件实现对试验对象的水平加载；2)水平加载装置对斜坡原始地形有破坏或扰动；3)水平加载装置对地基-基础主要影响范围有影响。因此，有必要进行结构型式的创新。以提高斜坡地基模型基础水平荷载试验水平。
技术实现思路
针对上述现有技术中的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种能高度还原真实环境中斜坡地形水平载荷能力的试验装置。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种推移式斜坡地形模型基础水平载荷试验装置，包括模型框、斜坡地基、托槽、千斤顶、U型传力梁和模型基础，所述斜坡地基装填至模型框内，所述模型基础底端填埋至斜坡地基的坡面上；所述托槽安装在靠近斜坡地基坡面较高一端的模型框外侧，所述千斤顶水平安装在托槽内，千斤顶的活塞朝向模型框；所述U型传力梁开口侧的两端分别与模型基础的顶端和千斤顶的活塞固定连接，U型传力梁跨通过千斤顶和模型基础跨设在模型框内外两侧。优选地，还包括悬挂设置在模型框上的横梁，横梁中心正对模型基础，在横梁中心两侧设置有位移传感器；对应的在模型基础两侧通过悬臂分别安装有位移挡片，所述位移传感器的探头端面正对位移挡片。优选地，还包括设置在千斤顶与托槽之间的压力传感器。优选地，还包括相机，所述相机悬挂安装在模型框上，所述相机的摄像头正对斜坡地基坡面较低的一端。优选地，所述U型传力梁与模型基础连接的一端为对应模型基础两侧的悬臂设置的钢板，所述钢板正对悬臂的部位开有卡槽，所述卡槽卡在悬臂上。优选地，还包括环形箍，所述环形箍箍在模型基础凸出于斜坡地基以上的部位。优选地，所述托槽通过螺栓安装在模型框上，模型框上沿竖直方向开有多个螺纹孔。优选地，两根悬臂螺纹装配在环形箍上。优选地，所述托槽包括四周的边框和底面板，所述U型传力梁位于托槽内的一端端面上安装有滚轴；所述千斤顶的活塞与U型传力梁的侧面抵接。与现有技术相比，本专利技术实施例至少具有以下优点：(1)对荷载-位移的测量；通过对称布置的位移传感器实现对模型基础水平位移的测量，同时避免基础扭转导致的误差；通过压力传感器实现对模型基础所受水平荷载的测量。(2)水平加载装置自平衡千斤顶出力一方面通过托槽传递给试验框，另一方面通过U型传力梁、悬臂和环型箍传递至模型基础，从而在无需增加反力附件的条件下，水平加载装置实现了自平衡；(3)避免对原始地基地形的破坏(扰动)；U型传力梁实现了推移式水平加载装置对斜坡地基地形的不破坏、不扰动。(4)试验主要影响区域的无遮挡，方便观察；试验主要影响区域在基础前侧，为便于相机对其进行影像记录，其上方应无遮挡物。而推移式水平加载装置的结构在基础后侧，从而试验主要影响区域的无遮挡，方便观察；(5)加载高度可调在托槽一侧，托槽通过螺栓连接至试验框的壁面上，通过在试验框的壁面的若干高度预留螺栓孔可以实现托槽高度的调节；在模型基础一侧，环型箍装配高度可调节。通过环型箍与托槽的同步调节，即实现在不改变基底标高条件下对模型基础加载高度的调节。附图说明图1为本专利技术推移式斜坡地形模型基础水平载荷试验装置的结构示意图。具体实施方式下面结合实施例及其附图对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。一种推移式斜坡地形模型基础3水平载荷试验装置，包括模型框1、斜坡地基2、托槽10、千斤顶11、U型传力梁9和模型基础3，所述斜坡地基2装填至模型框1内，所述模型基础3底端填埋至斜坡地基2的坡面上；所述托槽10安装在靠近斜坡地基2坡面较高一端的模型框1外侧，所述千斤顶11水平安装在托槽10内，千斤顶11的活塞朝向模型框1；所述U型传力梁9开口侧的两端分别与模型基础3的顶端和千斤顶11的活塞固定连接，U型传力梁9跨通过千斤顶11和模型基础3跨设在模型框1内外两侧。还包括悬挂设置在模型框1上的横梁8，横梁8中心正对模型基础3，在横梁8中心两侧设置有位移传感器7；对应的在模型基础3两侧通过悬臂5分别安装有位移挡片6，所述位移传感器7的探头端面正对位移挡片6。还包括设置在千斤顶11与托槽10之间的压力传感器12。具体实施时，压力传感器12可外接压力示数器，同样的，位移传感器7也可直接位移示数器方便读数。也可将前端采集数据的压力传感器12和位移传感器7直接与计算机连接，通过计算机上的相应程序进行数据的整理分析。还包括相机13，所述相机13悬挂安装在模型框1上，所述相机13的摄像头正对斜坡地基2坡面较低的一端。所述U型传力梁9与模型基础3连接的一端为对应模型基础3两侧的悬臂5设置的钢板，所述钢板正对悬臂5的部位开有卡槽，所述卡槽卡在悬臂5上。还包括环形箍4，所述环形箍4箍在模型基础3凸出于斜坡地基2以上的部位。所述托槽10通过螺栓安装在模型框1上，模型框1上沿竖直方向开有多个螺纹孔。两根悬臂5螺纹装配在环形箍4上。所述托槽10包括四周的边框和底面板，所述U型传力梁9位于托槽10内的一端端面上安装有滚轴；所述千斤顶11的活塞与U型传力梁9的侧面抵接。U型传力梁9位于托槽10内的端面和托槽10底面板之间通过滚轴衬垫，以达到减小二者滑动摩擦阻力的效果。试验装置准备过程：1.根据实际基础在斜坡地形上的填埋深度作为基底标高，然后向模型框1内将斜坡地基2土方填筑至模型基础3基底标高；2.调整模型基础3的水平位置和垂直度；3.按实际斜坡土壤分层情况向模型框1内分层填筑斜坡地基2土方，至斜坡地基2顶面设计标高；4.修整斜坡地基2填筑过程产生的冗余部分，斜坡地基2成型；5.在模型基础3上安装环形箍4和托槽10至设计标高，使千斤顶11的出力轴线、模型基础3轴线和悬臂5轴线三者相互正交；6.放置U型传力梁9，U型传力梁9开口朝下，设置有滚轴的一端放置在托槽10内，另一端通过卡槽卡在模型基础3两侧的悬臂5上；7.按位置设置千斤顶11、压力传感器12、横梁8、位移传感器7和相机13(14)。本试验装置的试验过程：1.通过外接给排油泵站给千斤顶11供油加压；千斤顶11出力一方面通过托槽10传递给模型框1，另一方面通过U型传力梁9传递至悬臂5。2.悬臂5一方面将通过环形箍4将千斤顶11出力传递给模型基础3，实现水平力的自平衡；另一方面将模型基础3位移引至位移挡片6，位移挡片6作为模型基础3位移测量的基准点。3.对应两个位移挡片6的位移传感器7通过横梁8悬挂安装，正对两个位移挡片6，通过对位移本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种推移式斜坡地形模型基础水平载荷试验装置，其特征在于，包括模型框、斜坡地基、托槽、千斤顶、U型传力梁和模型基础，所述斜坡地基装填至模型框内，所述模型基础底端填埋至斜坡地基的坡面上；所述托槽安装在靠近斜坡地基坡面较高一端的模型框外侧，所述千斤顶水平安装在托槽内，千斤顶的活塞朝向模型框；所述U型传力梁开口侧的两端分别与模型基础的顶端和千斤顶的活塞连接，U型传力梁跨通过千斤顶和模型基础跨设在模型框内外两侧。

【技术特征摘要】
1.一种推移式斜坡地形模型基础水平载荷试验装置，其特征在于，包括模型框、斜坡地基、托槽、千斤顶、U型传力梁和模型基础，所述斜坡地基装填至模型框内，所述模型基础底端填埋至斜坡地基的坡面上；所述托槽安装在靠近斜坡地基坡面较高一端的模型框外侧，所述千斤顶水平安装在托槽内，千斤顶的活塞朝向模型框；所述U型传力梁开口侧的两端分别与模型基础的顶端和千斤顶的活塞连接，U型传力梁跨通过千斤顶和模型基础跨设在模型框内外两侧。2.根据权利要求1所述的推移式斜坡地形模型基础水平载荷试验装置，其特征在于，还包括悬挂设置在模型框上的横梁，横梁中心正对模型基础，在横梁中心两侧设置有位移传感器；对应的在模型基础两侧通过悬臂分别安装有位移挡片，所述位移传感器的探头端面正对位移挡片。3.根据权利要求1所述的推移式斜坡地形模型基础水平载荷试验装置，其特征在于，还包括设置在千斤顶与托槽之间的压力传感器。4.根据权利要求1-3中任一项所述的推移式斜坡地形模型基础水平载荷试验装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：乾增珍，黄峰，陈剑，夏元军，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11