桩-土-锚组合支护体系作用机理的模拟试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种桩‑土‑锚组合支护体系作用机理的模拟试验装置，其包括试验土箱、前排桩模型、后排桩模型、连梁模型、锚杆模型、浆液供给系统、位移监测系统和数据处理系统。本实用新型专利技术可以得到前、后排桩不同嵌固深度、不同间距以及锚杆不同注浆量情况下的桩‑土‑锚组合支护体系在基坑开挖过程中的位移变化规律，得到桩‑土‑锚组合支护体系的作用机理，从而获得最佳的前、后排桩嵌固深度、间距和锚杆注浆量，达到合理选择桩‑土‑锚设计和施工参数的目的。

Simulation test device for action mechanism of pile soil anchor combined support system

The utility model provides a simulation test device for the action mechanism of the pile-soil-anchor composite supporting system, which comprises a test soil box, a front row pile model, a rear row pile model, a connecting beam model, an anchor rod model, a slurry supply system, a displacement monitoring system and a data processing system. The utility model can obtain the displacement variation law of the pile-soil-anchor composite support system in the excavation process of the foundation pit under the conditions of different embedded depth, different spacing and different grouting quantity of the anchor rod, and obtain the mechanism of the pile-soil-anchor composite support system, so as to obtain the best embedded depth of the front and rear row piles. The design and construction parameters of pile anchor can be selected reasonably.

【技术实现步骤摘要】
桩-土-锚组合支护体系作用机理的模拟试验装置
本技术涉及建筑模拟工程
，尤其涉及一种桩-土-锚组合支护体系作用机理的模拟试验装置。
技术介绍
随着城市化进程的不断加快，城市建设用地日趋紧张，与已有建(构)筑物距离非常近的建筑工程越来越多，由于基坑开挖对周围建(构)筑物的安全具有非常大的影响，因此，要求基坑开挖施工时不但要有安全的支护体系，而且施工速度要快，以尽可能减小基坑开挖施工引起的周围土体变形，保证周边建(构)筑物的安全。目前，软土基坑支护一般采用重力式围护墙、桩+坑内水平支撑以及桩+钢管前撑的结构形式。重力式围护墙一般坑内无内支撑，可以进行快速挖土，但是位移控制能力较差，桩+坑内水平支撑以及桩+钢管前撑的结构形式位移控制能力较强，但是由于坑内有支撑，影响了施工进度。鉴于上述现象，既可以达到位移控制要求、又可以取消坑内支撑的桩-土-锚组合支护体系逐渐得到了推广应用。桩-土-锚组合支护体系的作用效果，与前、后排桩的嵌固深度、二者的间距以及锚杆的注浆量有很大的关系。然而，目前为止，桩-土-锚组合支护体系的作用机理至今没有得到解决，设计时基本都是依靠工程经验。
技术实现思路
鉴于上述现有技术中存在或潜在的不足之处，本技术提供了一种桩-土-锚组合支护体系作用机理的模拟试验装置，运用该试验装置，可以得到前、后排桩不同嵌固深度、不同间距以及锚杆不同注浆量情况下的桩-土-锚组合支护体系在基坑开挖过程中的位移变化规律，得到桩-土-锚组合支护体系的作用机理，从而获得最佳的前、后排桩的嵌固深度、间距和锚杆的注浆量，达到合理选择桩-土-锚设计和施工参数的目的。为实现上述目的，本技术提供了一种桩-土-锚组合支护体系作用机理的模拟试验装置，其包括：试验土箱，所述试验土箱中容置有试验土体；前排桩模型，插设于模拟基坑边缘的所述试验土体中，所述前排桩模型上开设有注浆孔洞；后排桩模型，插设于所述试验土体中，所述后排桩模型与所述前排桩模型通过连梁模型相连；内部中空的锚杆模型，所述锚杆模型的第一端开口并连接于所述注浆孔洞，所述锚杆模型的第二端插入所述试验土体中并贯穿所述后排桩模型，所述锚杆模型的第二端设有出浆孔；浆液供给系统，通过注浆管连接于所述注浆孔洞；位移监测系统，包括相对设置的激光位移传感器和激光标靶，所述激光位移传感器固定于所述试验土箱的侧壁，所述激光标靶固定于所述前排桩模型的顶部；以及数据处理系统，包括连接于所述激光位移传感器的数据采集仪及连接于所述数据采集仪的数据处理器。本技术提供了一种桩-土-锚组合支护体系作用机理的模拟试验装置及方法，可以得到前、后排桩不同嵌固深度、不同间距以及锚杆不同注浆量情况下的桩-土-锚组合支护体系在基坑开挖过程中的位移变化规律，得到桩-土-锚组合支护体系的作用机理，从而获得最佳的前、后排桩嵌固深度、间距和锚杆注浆量，达到合理选择桩-土-锚设计和施工参数的目的。所述桩-土-锚组合支护体系作用机理的模型试验装置进一步的改进在于，所述后排桩模型上开设有锚杆穿孔，所述锚杆模型的第二端穿设于所述锚杆穿孔中。所述桩-土-锚组合支护体系作用机理的模型试验装置进一步的改进在于，所述浆液供给系统包括气压供给设备和浆液盛放容器，所述气压供给设备通过气管与所述浆液盛放容器相连，所述浆液盛放容器通过所述注浆管连接于所述前排桩模型的所述注浆孔洞。所述桩-土-锚组合支护体系作用机理的模型试验装置进一步的改进在于，所述气管连接于所述浆液盛放容器的顶部，所述注浆管连接于所述浆液盛放容器的底部。所述桩-土-锚组合支护体系作用机理的模型试验装置进一步的改进在于，所述气管上设有气压控制阀，所述注浆管上设有浆液控制阀。所述桩-土-锚组合支护体系作用机理的模型试验装置进一步的改进在于，所述浆液盛放容器的顶部设有排气阀。所述桩-土-锚组合支护体系作用机理的模型试验装置进一步的改进在于，所述试验土箱的侧壁距离所述前排桩模型或所述后排桩模型的距离至少为所述前排桩模型或所述后排桩模型中较大长度的两倍。技术附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例中的基坑开挖之前的桩-土-锚组合支护体系作用机理的模拟试验装置的示意图。图2为本技术实施例中的基坑开挖之后的桩-土-锚组合支护体系作用机理的模拟试验装置的示意图。图3为应用本技术实施例中的桩-土-锚组合支护体系作用机理的模拟试验装置进行模拟试验的流程图。图中：1-试验土箱，2-试验土体，3-前排桩模型，4-后排桩模型，5-连梁模型，6-固定螺栓，7-锚杆模型，8-注浆体，9-试验桌，10-数据处理器，11-数据采集仪，12-激光位移传感器，13-激光标靶，14-数据传输线，15-气压供给设备，16-浆液盛放容器，17-浆液，18-气管，19-气压控制阀，20-浆液控制阀，21-排气阀，22—注浆管。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。桩-土-锚组合支护体系的作用效果，与前、后排桩的嵌固深度、二者的间距以及锚杆的注浆量有很大的关系。然而，目前为止，桩-土-锚组合支护体系的作用机理至今没有得到解决，设计时基本都是依靠工程经验。为了深入开展桩-土-锚组合支护体系作用效果的研究，明确前、后排桩的嵌固深度、二者的间距以及锚杆的注浆量等因素对该支护体系的影响机理，从而获得最佳的前、后排桩嵌固深度、间距和锚杆注浆量，达到合理选择桩-土-锚设计和施工参数的目的，就必须具备一种室内模拟桩-土-锚组合支护体系作用机理的模型试验装置和试验方法，目前现有技术在这一领域中上属于空白。首先，参阅图1和图2所示，本技术的实施例中提供了一种桩-土-锚组合支护体系作用机理的模拟试验装置，其主要由试验土箱1、前排桩模型3、后排桩模型4、连梁模型5、锚杆模型7、浆液供给系统、位移监测系统和数据处理系统各部分构成，具体包括：试验土箱1、试验土体2，前排桩模型3、后排桩模型4、连梁模型5、固定螺栓6、锚杆模型7、注浆体8、试验桌9、数据处理器10、数据采集仪11、激光位移传感器12、激光标靶13，数据传输线14、气压供给设备15、浆液盛放容器16、浆液17，气管18、气压控制阀19、浆液控制阀20、排气阀2、注浆管22。试验土箱1为一顶部开口的长方体容器，其内部用于盛放试验土体2。前排桩模型3位于待开挖的模拟基坑边缘，用来模拟实际桩-土-锚组合支护体系中的前排桩体。前排桩模型3上开有一圆形的注浆孔洞，作为浆液17注入锚杆模型7的通道，注浆孔洞的外侧与注浆管22连接，内侧与锚杆模型7相连。后排桩模型4远离模拟基坑边缘，用来模拟实际桩-土-锚组合支护体系中的后排桩体。后排桩模型4上开有一圆形的锚杆穿孔，锚杆穿孔的直径与锚杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种桩‑土‑锚组合支护体系作用机理的模拟试验装置，其特征在于，包括：试验土箱，所述试验土箱中容置有试验土体；前排桩模型，插设于模拟基坑边缘的所述试验土体中，所述前排桩模型上开设有注浆孔洞；后排桩模型，插设于所述试验土体中，所述后排桩模型与所述前排桩模型通过连梁模型相连；内部中空的锚杆模型，所述锚杆模型的第一端开口，并且所述锚杆模型的第一端连接于所述注浆孔洞，所述锚杆模型的第二端插入所述试验土体中并贯穿所述后排桩模型，所述锚杆模型的第二端设有出浆孔；浆液供给系统，通过注浆管连接于所述注浆孔洞；位移监测系统，包括相对设置的激光位移传感器和激光标靶，所述激光位移传感器固定于所述试验土箱的侧壁，所述激光标靶固定于所述前排桩模型的顶部；以及数据处理系统，包括连接于所述激光位移传感器的数据采集仪及连接于所述数据采集仪的数据处理器。

【技术特征摘要】
1.一种桩-土-锚组合支护体系作用机理的模拟试验装置，其特征在于，包括：试验土箱，所述试验土箱中容置有试验土体；前排桩模型，插设于模拟基坑边缘的所述试验土体中，所述前排桩模型上开设有注浆孔洞；后排桩模型，插设于所述试验土体中，所述后排桩模型与所述前排桩模型通过连梁模型相连；内部中空的锚杆模型，所述锚杆模型的第一端开口，并且所述锚杆模型的第一端连接于所述注浆孔洞，所述锚杆模型的第二端插入所述试验土体中并贯穿所述后排桩模型，所述锚杆模型的第二端设有出浆孔；浆液供给系统，通过注浆管连接于所述注浆孔洞；位移监测系统，包括相对设置的激光位移传感器和激光标靶，所述激光位移传感器固定于所述试验土箱的侧壁，所述激光标靶固定于所述前排桩模型的顶部；以及数据处理系统，包括连接于所述激光位移传感器的数据采集仪及连接于所述数据采集仪的数据处理器。2.如权利要求1所述的桩-土-锚组合支护体系作用机理的模拟试验装置，其特征在于：所述后排桩模型上开设有锚杆穿孔，所述锚杆模型的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩磊，王国欣，孙旻，方兴杰，王勇，
申请(专利权)人：中国建筑第八工程局有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31