桩基模型试验中侧向土压力的实现装置及实现方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种桩基模型试验中侧向土压力的实现装置及实现方法，所述装置包括模型桩、底板、n块侧压传递板、n块可变侧压传递板及多个加压设备，所述可变侧压传递板的板宽可调；所述模型桩置于所述底板上，所述侧压传递板和可变侧压传递板交错围设在所述底板上而形成闭合的侧壁，所述侧压传递板和可变侧压传递板的下方外部分别连接各所述加压设备，所述侧压传递板和可变侧压传递板的上边沿固定，其下边沿受所述加压设备作用而向所述模型桩收拢或复位，n≥2，且n为自然数。本发明专利技术设计的侧压传递板和可变侧压传递板结构形式，可以实现在模型四面同时施加不同大小的土压力，克服了桩基模型试验中初始土压力无法有效模拟的困难。

Device and method for realizing lateral soil pressure in pile foundation model test

The present invention discloses a device of lateral earth pressure of pile foundation model test and realization method, which comprises a model pile, floor, n block, n block variable pressure transfer plate lateral transfer board and a plurality of pressure equipment, the variable pressure transfer slab width can be adjusted; the model pile in the bottom plate, the side plate and the side plate transfer transfer variable staggered arranged on the floor around the side wall formed closed, external below the transfer plate and lateral variable pressure transfer plate are respectively connected with the pressure device, the pressure transfer plate and the upper edge of the lateral variable transmission plate fixed. The edge by the action of pressure equipment to the model pile folded or reset, n = 2, and N is a natural number. The design of side pressure transfer plate and variable pressure transfer plate structure, can be achieved in the earth pressure model is applied simultaneously with different sizes, overcome the initial soil pressure cannot effectively simulate the difficulties in model test of pile foundation.

【技术实现步骤摘要】
桩基模型试验中侧向土压力的实现装置及实现方法
本专利技术属于岩土工程中桩基模型试验
，具体涉及一种桩基模型试验中侧向土压力的实现装置及实现方法。
技术介绍
桩基础工程中，桩基与桩周土的相互作用是研究桩基承载能力的关键，而桩基模型试验在研究桩基受力性能和作用机理方面发挥着重要的作用。在进行桩基模型试验时，桩体、桩周土及桩体所受竖向外荷载都可以通过模型试验的相似比理论进行缩尺，同时受相似比的约束限制，土体中的实际的地应力需要进行不同程度的放大，采用离心机是常用的试验方法，但是离心机试验一般成本高昂，同时桩基模型试验装置复杂、庞大，一般无法采用离心机实现桩基模型试验中桩周土地应力的模拟。而桩周土地应力对于桩土之间的相互作用、摩擦作用、桩侧注浆效果、桩土胶结面的形成都具有重要影响。若无法得到实际应力场，这样的试验结果很难用来评价工程原型的实际力学行为和工程特性。因此，研制一种可以实现不同侧向土压力的方法及装置，对于桩基模型试验的发展具有重要作用。
技术实现思路
为了克服上述技术缺陷，本专利技术提供一种桩基模型试验中侧向土压力的实现装置及实现方法，不需要借助于离心机，可以实现实际侧向土压力场，而且能够组合出不同方向不同大小的侧向土压力。本专利技术解决该技术问题所采用的技术方案是：一种桩基模型试验中侧向土压力的实现装置，包括模型桩、底板、n块侧压传递板、n块可变侧压传递板及多个加压设备，所述可变侧压传递板的板宽可调；所述模型桩置于所述底板上，所述侧压传递板和可变侧压传递板交错围设在所述底板上而形成闭合的侧壁，所述侧压传递板和可变侧压传递板的下方外部分别连接各所述加压设备，所述侧压传递板和可变侧压传递板的上边沿固定，其下边沿受所述加压设备作用而向所述模型桩收拢或复位，n≥2，且n为自然数。进一步，与相邻的侧压传递板连接的、所述可变侧压传递板的一组对边水平相互聚拢。进一步，所述可变侧压传递板包括中心板和多对翅板，所述中心板的两侧活动连接所述翅板，且一对翅板水平对应分立于所述中心板的各一侧。进一步，所述翅板通过滑槽嵌接所述中心板的板面上，或者，所述翅板通过滑槽嵌接所述中心板的板面内。进一步，一对翅板之间通过复位弹簧连接。进一步，还包括设置在所述底板上的钢框架，且所述模型桩置于所述钢框架内，所述钢框架通过合页连接所述侧压传递板的上边沿和可变侧压传递板的中心板的上边沿；还包括铰接所述钢框架的侧向反力架，所述加压设备设于所述侧向反力架和侧压传递板之间，以及，所述加压设备设于所述侧向反力架和可变侧压传递板之间。进一步，所述侧压传递板的板面上设置加劲肋；所述可变侧压传递板的中心板的板面上设置加劲肋。进一步，所述底板为钢底板；所述侧向反力架围设在所述钢框架外，所述侧向反力架为类圆环；所述加压设备为侧向千斤顶；n为2。一种桩基模型试验中侧向土压力的实现方法，步骤如下：S1、将钢底板和钢框架组成模型的支撑体系；S2、侧压传递板和可变侧压传递板交错设置，围设在所述底板上而形成闭合的侧壁，所述侧压传递板和可变侧压传递板通过合页活动连接所述钢框架；S3、在所述可变侧压传递板的中心板和侧压传递板的一板面焊接加劲肋；S4、所述可变侧压传递板的中心板的另一板面设置水平的滑槽，多对翅板通过所述滑槽与所述中心板分别活动连接，所述侧压传递板的两侧连接相邻的可变侧压传递板的翅板；S5、沿所述支撑体系外围设置侧向反力架，所述侧向反力架与钢框架铰接连接，设置侧向千斤顶在所述侧向反力架与可变侧压传递板之间，且设置侧向千斤顶在所述侧向反力架与侧压传递板之间；S6、试验时，把模型桩置于所述钢底板上且位于所述钢框架内，所述复位弹簧和侧向千斤顶调节到初始状态后，往所述侧压传递板、可变侧压传递板和钢底板围设成的空间填土，根据不同试验要求，通过所述侧向千斤顶施加不同荷载，获取试验数据。与现有技术相比，具有如下积极效果：本专利技术设计的侧压传递板和可变侧压传递板结构形式，可以实现在模型四面同时施加不同大小的土压力，克服了桩基模型试验中初始土压力无法有效模拟的困难。下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。附图说明图1是本专利技术的实现装置的结构示意图。图2是本专利技术的实现装置的侧视图。图3是本专利技术的实现装置的俯视图。图4是本专利技术的实现装置的结构示意图(其他视角)。图5是本专利技术的实现装置的结构示意图(其他视角)。图6是本专利技术的实现装置的结构示意图(其他视角)。具体实施方式本专利技术的所述桩基模型试验中侧向土压力的实现装置，包括模型桩、底板、n块侧压传递板、n块可变侧压传递板及多个加压设备，所述可变侧压传递板的板宽可调；所述模型桩置于所述底板上，所述侧压传递板和可变侧压传递板交错围设在所述底板上而形成闭合的侧壁，所述侧压传递板和可变侧压传递板的下方外部各连接所述加压设备，所述侧压传递板和可变侧压传递板的上边沿固定，其下边沿受所述加压设备作用而向所述模型桩收拢或复位，n≥2，且n为自然数。实施例如图1-图6所示，本实施例所述的桩基模型试验中侧向土压力的实现装置，包括模型桩10、钢底板20、钢框架30、两块侧压传递板40、两块可变侧压传递板、侧向反力架60及多个加压设备。具体地，所述钢底板20为矩形板，所述钢框架30为立方体钢架，钢框架30设置在底板20上，模型桩10置于所述底板20上，且所述模型桩10置于所述钢框架30内。所述侧压传递板40为矩形板，侧压传递板40的板面上设置加劲肋80，加劲肋80用于提高侧压传递板40的刚度。侧压传递板40的上边沿通过合页32连接钢框架30，侧压传递板40的下边沿对应钢底板20。所述可变侧压传递板包括中心板52、多对翅板54、多条复位弹簧56和加劲肋80，中心板52的板面自上而下设置多道水平的滑槽，翅板54活动嵌接在所述滑槽上，一对翅板54水平对应分立于所述中心板52的各一侧，且使中心板52的板面自上而下无缝拼接翅板54，每一对翅板54可向中心板52的中心水平聚拢，从而可变侧压传递板的板宽可调。一对翅板54之间通过复位弹簧56连接，使聚拢的一对翅板54可复位。中心板52的另一板面上设置加劲肋80，加劲肋80用于提高可变侧压传递板的刚度。中心板52的上边沿通过合页32连接钢框架30，中心板52的下边沿对应钢底板20。所述侧压传递板40和可变侧压传递板交错围设在所述底板20上，在钢框架30内形成闭合的侧壁，则，侧压传递板40的两侧与相邻的可变侧压传递板的翅板54对接。可变侧压传递板的宽度比侧压传递板40的宽度较小，用于提供侧压传递板40侧移的空间。所述侧向反力架60为类圆环，其围设在所述钢框架30外，侧向反力架60铰接所述钢框架30。所述加压设备为侧向千斤顶70，侧向千斤顶70设于侧向反力架60和侧压传递板40之间，以及，侧向千斤顶70设于侧向反力架60和可变侧压传递板之间。而且，侧向千斤顶70对应侧压传递板40和可变侧压传递板的下方。侧向千斤顶70的施压可推动侧压传递板40和可变侧压传递板向所述模型桩10收拢。本实施例的桩基模型试验中侧向土压力的实现装置的技术原理：所述钢底板20和钢框架30组成模型试验的支撑体系，所述侧压传递板40和可变侧压传递板通过所述合页32与所述钢框架30活动连接，所述加劲肋80用于提高侧压传递板40和可变侧压传递板的刚度；在所述可变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种桩基模型试验中侧向土压力的实现装置，其特征在于：包括模型桩、底板、n块侧压传递板、n块可变侧压传递板及多个加压设备，所述可变侧压传递板的板宽可调；所述模型桩置于所述底板上，所述侧压传递板和可变侧压传递板交错围设在所述底板上而形成闭合的侧壁，所述侧压传递板和可变侧压传递板的下方外部分别连接各所述加压设备，所述侧压传递板和可变侧压传递板的上边沿固定，其下边沿受所述加压设备作用而向所述模型桩收拢或复位，n≥2，且n为自然数。

【技术特征摘要】
1.一种桩基模型试验中侧向土压力的实现装置，其特征在于：包括模型桩、底板、n块侧压传递板、n块可变侧压传递板及多个加压设备，所述可变侧压传递板的板宽可调；所述模型桩置于所述底板上，所述侧压传递板和可变侧压传递板交错围设在所述底板上而形成闭合的侧壁，所述侧压传递板和可变侧压传递板的下方外部分别连接各所述加压设备，所述侧压传递板和可变侧压传递板的上边沿固定，其下边沿受所述加压设备作用而向所述模型桩收拢或复位，n≥2，且n为自然数。2.如权利要求1所述桩基模型试验中侧向土压力的实现装置，其特征在于：与相邻的侧压传递板连接的、所述可变侧压传递板的一组对边水平相互聚拢。3.如权利要求2所述桩基模型试验中侧向土压力的实现装置，其特征在于：所述可变侧压传递板包括中心板和多对翅板，所述中心板的两侧活动连接所述翅板，且一对翅板水平对应分立于所述中心板的各一侧。4.如权利要求3所述桩基模型试验中侧向土压力的实现装置，其特征在于：所述翅板通过滑槽嵌接所述中心板的板面上，或者，所述翅板通过滑槽嵌接所述中心板的板面内。5.如权利要求4所述桩基模型试验中侧向土压力的实现装置，其特征在于：一对翅板之间通过复位弹簧连接。6.如权利要求1-5任一项所述桩基模型试验中侧向土压力的实现装置，其特征在于：还包括设置在所述底板上的钢框架，且所述模型桩置于所述钢框架内，所述钢框架通过合页连接所述侧压传递板的上边沿和可变侧压传递板的中心板的上边沿；还包括铰接所述钢框架的侧向反力架，所述加压设备设于...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐孟雄，侯明勋，胡贺松，赵凡，陈航，杨卓，
申请(专利权)人：广州市建筑科学研究院有限公司，广州市建筑科学研究院新技术开发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44