一种侧向加载桩土动力响应模型试验箱制造技术

本发明专利技术公开了一种侧向加载桩土动力响应模型试验箱，包括牢固侧板的试验箱框架，所述侧板下端设置有底板，所述底板上设置有固定复合支挡结构的嵌固槽，所述嵌固槽与侧板前内壁之间设置有前盖板，所述嵌固槽与侧板后内壁之间设置有后盖板，所述后盖板上端设置有往复移动的L型推土板，所述推土板侧壁由激振器驱动。本试验装置操作简单、使用方便，且制作成本较低，相对于现场监测更容易实现，可重复性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及基坑或边坡支护、滑坡治理等
，具体涉及一种侧向加载桩土动力响应模型试验箱。
技术介绍
悬臂抗滑桩作为一种以横向受力为主的支挡结构因其抗滑能力强、对周边地质体扰动相对较小、施工便捷等优点，被广泛应用于土木、交通、水利等工程领域中的岩土开挖及回填等加固工程。但由于问题本身的复杂性，对于悬臂抗滑桩的理论研究方面要滞后于工程实践，导致目前悬臂桩的设计理论和计算方法还很不完善，相关规范对这方面也没有作出明确的说明，设计过程中很多参数的确定依托于设计人员的工程经验，而由此引发的工程事故也屡见不鲜。这一问题已引起工程界及学术界的广泛关注，急需开展相关试验为理论研究提供数据支持，对实际工程进行现场监测、进行室内缩尺模型试验是目前获取研究数据最主要的两个手段，现场监测由于受环境因素影响较大且成本较高而不能广泛开展，在此基础上，进行一定数量的模型试验是十分必要的。近年来，以抗滑桩为主体的新型复合支挡结构体系也开始在基坑、边坡支护工程中得到应用，例如：h型、门型刚架抗滑桩、预应力锚索抗滑桩、桩板式挡墙等，这些新型复合支挡结构体系的可靠性还需要通过更多的工程实例或模型试验来检验。上述问题本质上都可以归结为桩土相互作用问题，对于静荷载作用下桩土稳定性问题已开展了较多的研究，但实际工程中桩或土体不仅承受静荷载，还会承受荷载大小及作用位置随时间和空间变化的动荷载，例如：地震或滑坡时抗滑悬臂桩或桩板墙后侧土体所承受的荷载为动力荷载，抗滑桩加固的路堑边坡或桥基岸坡在列车振动荷载作用下也会发生桩土动力相互作用。将荷载全部简化为静荷载为开展研究提供了很大方便，但会导致与实际偏差较大。对于动荷载作用下桩土动力响应问题近年来已经通过理论分析、数值模拟、现场监测、模型试验等方式开展了一些研究，但由于试验器材的限制、缩尺模型相似比不好控制等问题导致开展的模型试验研究还非常少，既有试验设备存在器材昂贵、试验费用高、边界条件与实际差别较大、可视性差、功能单一的不足。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种侧向加载桩土动力响应模型试验箱。本专利技术的技术方案是：一种侧向加载桩土动力响应模型试验箱，包括牢固侧板的试验箱框架，所述侧板下端设置有底板，所述底板上设置有固定复合支挡结构的嵌固槽，所述嵌固槽与侧板前内壁之间设置有前盖板，所述嵌固槽与侧板后内壁之间设置有后盖板，所述后盖板上端设置有往复移动的L型推土板，所述推土板侧壁由激振器驱动。所述后盖板顶面前端通过螺栓固定有防落土板固定架，所述防落土板固定架通过螺栓固定有防落土板，所述防落土板为薄钢板，所述防落土板搭接在L型推土板的水平段上端面。所述后盖板顶面呈阵列状固定有定滑轮，所述推土板水平段下端面设置有与定滑轮相对应的滑道。所述激振器顶杆与传力板相连，所述传力板另一侧通过弹簧与推土板的竖直段外侧壁相连。所述侧板包括两块由钢化玻璃制成的侧板A和两块由木板制成的侧板B，所述侧板A位于底板左右两侧，所述侧板B位于底板前后两侧，所述侧板B高于侧板A，所述试验箱框架包括主框架和焊接在主框架四周的角钢框架，所述角钢框架由三根横置角钢和两根纵置角钢焊接而成，轮廓呈横置且偏心的日字形。所述嵌固槽包括钢管框架、限位杆、销钉和安装在钢管框架前后侧面的两块腹板，所述钢管框架上形成多排通孔，所述限位杆两端各有一个通孔并由销钉固定于钢管框架的不同位置上。所述前盖板和后盖板均由木板制成，所述前盖板的前后两端、后盖板的前后两端均形成便于安装的方形缺口，所述底板上设置有支撑架，所述支撑架上表面紧贴后盖板下表面。所述角钢框架后端与稳定板相连，所述前盖板上还设置有备用桩前挡土板，所述备用桩前挡土板、推土板的宽度一致，且均适应于试验箱内部宽度。所述侧板A之间设置有锚固板，所述锚固板两端固定于两块侧板A的预留孔中，所述锚固板中间带有圆端矩形开槽，开槽上安装有若干个带孔螺栓，所述带孔螺栓的螺杆上部含径向通孔，所述堵孔塞尺寸与侧板A预留孔尺寸相适应。所述推土板由两块钢化玻璃采用环氧树脂粘结制成。本专利技术的有益效果如下：1.本专利技术的左右侧板和推土板采用透明玻璃钢制作，能直观地观测桩土动力响应模型试验过程中土体及桩的运动状况，有利于发现动荷载作用下桩土之间的动力响应规律；同时，通过在土体、土桩之间、桩身布置传感器、土压力计、应变片等测量装置，配合相应的数据采集设备，可精确测试桩土动力响应过程的相关数据并掌握其变化趋势。2.本试验装置可进行多种关于水平动荷载作用下桩土动力响应的模型试验，例如：抗滑悬臂桩后侧土体在水平动荷载作用下桩-土动力响应试验、桩板式挡土墙（简称桩板墙）后侧土体在水平动荷载作用下的桩-土动力响应试验、预应力锚索抗滑桩后侧土体在水平动荷载作用下的桩土动力响应试验等；进一步地，将试验装置中的激振器改为千斤顶后可进行相应的静力试验，通用性强。3.本试验装置操作简单、使用方便，且制作成本较低，相对于现场监测更容易实现，可重复性强。附图说明图1是本专利技术实施例1的纵剖面图；图2是图1中的A-A剖面图；图3是本专利技术实施例2的纵剖面图；图4是本专利技术实施例3的纵剖面图；图5是本专利技术中主框架和角钢框架的立体图；图6是本专利技术中后盖板的立体图；图7是本专利技术中后盖板的立体图；图8是本专利技术中锚固板的立体图；图9是本专利技术中带孔螺栓的立体图；其中：1试验箱框架2底板3侧板4嵌固槽5前盖板6后盖板7支撑架8推土板9弹簧10传力板11定滑轮12滑道13防落土板14防落土板固定架15备用桩前挡土板16稳定板17锚固板18带孔螺栓19堵孔塞20填料21模型桩22模型板23模型锚索24激振器25应变片26无线加速度传感器27土压力计1-1主框架1-2角钢框架3-1侧板A3-2侧板B4-1钢管框架4-2限位杆4-3销钉4-4腹板。具体实施方式以下，参照附图和实施例对本专利技术进行详细说明：如图1~9所示，一种侧向加载桩土动力响应模型试验箱，由试验箱框架1、底板2、侧板3构成外部结构，由嵌固槽4、前盖板5、后盖板6、支撑架7构成试验平台，由推土板8、弹簧9、传力板10、定滑轮11、滑道12、防落土板13、防落土板固定架14构成推土装置。所述传力板10通过弹簧9安装于推土板8后侧，所述弹簧9具有很大刚度，所述传力板10后侧可连接激振器24顶杆。通过传力板10和弹簧9将激振力传至推土板8上，可增大激振力作用面积，避免推土板8局部受力集中，同时，可使推土板8持续作往复运动，不会与激振器24顶杆脱离。所述定滑轮11共有六个，安装在后盖板6顶面上，所述滑道12共有三个，安装在推土板8底面上。推土板8底面上安装的滑道12和后盖板6顶面上安装的定滑轮11可避免推土板8与后盖板6的直接接触，从而显著减小了激振器24作用下推土装置运动过程中的摩擦力，减少了因摩擦而引起的对动能的消耗。所述推土板8由两块透明玻璃钢采用环氧树脂粘结制成，推土板8呈L形。所述防落土板13由薄钢板制成，通过螺栓安装于防落土板固定架14上，防落土板固定架14通过螺栓安装于后盖板6顶面前端。防落土板13后端搭接在推土板8前端上表面。防落土板13防止推土板8往复运动过程中模型桩21后的土体从推土板8与模型桩21之间漏至后盖板6上堆积后影响推土板8运动。所述试验箱框架1包括主框架本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种侧向加载桩土动力响应模型试验箱，包括牢固侧板（3）的试验箱框架（1），其特征在于：所述侧板（3）下端设置有底板（2），所述底板（2）上设置有固定复合支挡结构的嵌固槽（4），所述嵌固槽（4）与侧板（3）前内壁之间设置有前盖板（5），所述嵌固槽（4）与侧板（3）后内壁之间设置有后盖板（6），所述后盖板（6）上端设置有往复移动的L型推土板（8），所述推土板（8）侧壁由激振器（24）驱动。

【技术特征摘要】
1.一种侧向加载桩土动力响应模型试验箱，包括牢固侧板（3）的试验箱框架（1），其特征在于：所述侧板（3）下端设置有底板（2），所述底板（2）上设置有固定复合支挡结构的嵌固槽（4），所述嵌固槽（4）与侧板（3）前内壁之间设置有前盖板（5），所述嵌固槽（4）与侧板（3）后内壁之间设置有后盖板（6），所述后盖板（6）上端设置有往复移动的L型推土板（8），所述推土板（8）侧壁由激振器（24）驱动。2.根据权利要求1所述的一种侧向加载桩土动力响应模型试验箱，其特征在于：所述后盖板（6）顶面前端通过螺栓固定有防落土板固定架（14），所述防落土板固定架（14）通过螺栓固定有防落土板（13），所述防落土板（13）为薄钢板，所述防落土板（13）搭接在L型推土板（8）的水平段上端面。3.根据权利要求1所述的一种侧向加载桩土动力响应模型试验箱，其特征在于：所述后盖板（6）顶面呈阵列状固定有定滑轮（11），所述推土板（8）水平段下端面设置有与定滑轮（11）相对应的滑道（12）。4.根据权利要求1所述的一种侧向加载桩土动力响应模型试验箱，其特征在于：所述激振器（24）顶杆与传力板（10）相连，所述传力板（10）另一侧通过弹簧（9）与推土板（8）的竖直段外侧壁相连。5.根据权利要求1所述的一种侧向加载桩土动力响应模型试验箱，其特征在于：所述侧板（3）包括两块由钢化玻璃制成的侧板A（3-1）和两块由木板制成的侧板B（3-2），所述侧板A（3-1）位于底板（2）左右两侧，所述侧板B（3-2）位于底板（2）前后两侧，所述侧板B（3-2）高于侧板A（3-1），所述试验箱框架（1）包括主框架（1-1）和焊接在主框架（1-1）四周的角钢框架（...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海龙，胡子阳，董捷，赵国栋，贾辰辰，唐斯聪，曹文静，
申请(专利权)人：河北建筑工程学院，
类型：发明
国别省市：河北;13