柱体结构主被动土压力联合模型实验装置及其试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及岩土工程支护结构研究的技术领域，公开了柱体结构主被动土压力联合模型实验装置，包括实验槽、制动装置、柱体模型、缆绳和压力传感器，所述实验槽内装有充填物，所述柱体模型竖直埋设于所述填充物中，所述压力传感器安装于所述柱体模型的表面且被所述充填物覆盖，所述制动装置通过收拢所述缆绳来牵引所述柱体模型；所述压力传感器包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器设于所述柱体模型的运动方向上；所述第二压力传感器设于背离所述柱体模型的运动方向上。通过测量柱体模型发生位移时的主被动土压力，能有效模拟并测量支护结构在土体滑动时受到的主被动土压力情况，对实际的支护结构的设计及施工有重要的参考意义。工有重要的参考意义。工有重要的参考意义。

【技术实现步骤摘要】
柱体结构主被动土压力联合模型实验装置及其试验方法


[0001]本专利技术专利涉及岩土工程支护结构研究的
，具体而言，涉及柱体结构主被动土压力联合模型实验装置及其试验方法。

技术介绍

[0002]近几年，由于城市地铁工程车站、综合管廊明挖区间、高层建筑等涉及的大量的深、大基坑工程，危险边坡治理工程中的抗滑桩，老旧偏斜建筑物纠偏工程中的卸土孔，码头等变形敏感高强度堆载地区周边布设的卸荷孔等工程均应用了了大量的支护结构。这些支护结构是为保证结构施工或工程周边环境的安全，对侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。而一般的基坑支护多是临时结构、投资太多也易造成浪费，但支护结构不安全又势必会造成工程事故。因此，如何安全、合理地选择合适的支护结构并根据基坑工程的特点进行科学的设计是基坑工程要解决的主要内容之一。
[0003]支护结构在土体滑动趋势下，其一侧受到主动土压力作用，另一侧受到被动土压力作用，在支护结构的设计过程中，对支护结构在土体滑动时所受到的主动土压力和被动土压力情况的研究非常有必要，现有技术中缺乏模拟并测量支护结构在土体滑动时其主动土压力和被动土压力的简便装置。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供柱体结构主被动土压力联合模型实验装置及其试验方法，旨在解决现有技术中，模拟并测量支护结构在土体滑动时其主动土压力和被动土压力的简便装置的问题。
[0005]本专利技术是这样实现的，柱体结构主被动土压力联合模型实验装置，包括实验槽、制动装置、柱体模型、缆绳和压力传感器，所述实验槽内装有充填物，所述柱体模型竖直埋设于所述填充物中，所述压力传感器安装于所述柱体模型的表面且被所述充填物覆盖，所述制动装置通过收拢所述缆绳来牵引所述柱体模型；所述压力传感器包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器设于所述柱体模型的运动方向上，用于测量被动土压力；所述第二压力传感器设于背离所述柱体模型的运动方向上，用于测量主动土压力。
[0006]进一步的，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器布置在所述柱体模型外表面的同一高度上。
[0007]进一步的，在所述柱体模型外表面的不同高度上布置有多个所述压力传感器，用于测量不同高度的主动土压力和被动土压力。
[0008]进一步的，所述制动装置连接有加载控制器，用于控制所述制动装置收放所述缆绳的速度。
[0009]进一步的，所述压力传感器连接有数据采集系统，所述压力传感器所测得的压力数据传输至所述数据采集系统。
[0010]进一步的，所述缆绳上设有拉力传感器，用于检测所述缆绳的拉力，所述拉力传感
器所测得的拉力数据传输至所述数据采集系统。
[0011]进一步的，所述制动装置包括刚性框架、电机和滑轮组，所述电机和所述滑轮组设于所述刚性框架上，所述缆绳经由所述滑轮组导引后连接至所述电机，所述滑轮组包括下滑轮和上滑轮，所述上滑轮在所述刚性框架上的高度可调。
[0012]进一步的，所述压力传感器为箔式微型压力计。
[0013]基于柱体结构主被动土压力联合模型实验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0014]S01：搭设并调整好实验装置：先将柱体模型放入实验槽中，固定所述柱体模型的底端，在所述柱体模型的外侧表面布置多个压力传感器，将所述压力传感器通过数据传输导线连接至数据采集系统，再向所述实验槽中填土至预设深度；将制动装置与所述柱体模型通过缆绳连接；
[0015]S02：启动所述制动装置，由加载控制器控制所述制动装置的电机转动，带动所述柱体模型产生位移，所述压力传感器测得主动土压力和被动土压力数据，并将其传输至所述数据采集系统进行处理。
[0016]进一步的，在步骤S01中，先后采用所述柱体模型和平板模型进行主被动土压力及加载拉力的测试，所述平板模型在运动方向上和所述柱体模型具有相同的横截面。
[0017]与现有技术相比，本专利技术提供的柱体结构主被动土压力联合模型实验装置，通过柱体模型模拟支护模型，通过实验槽内的充填物模拟土体，由于物体运动是相对的，力的作用是相互的，参照物发生变化，其运动情况、受力情况具有对应关系，从而通过制动装置拉动柱体模型在充填物中运动可模拟土体滑动时支护结构的受力情况，通过压力传感器测量柱体模型受到的主动土压力和被动土压力来表征土体滑动时支护结构受到的主动土压力和被动土压力情况，结构简便，能有效地模拟并测量支护结构在土体滑动时受到的主动土压力和被动土压力情况，对实际的支护结构的设计及施工有重要的参考意义。
附图说明
[0018]图1是本专利技术提供的柱体结构主被动土压力联合模型实验装置的立体示意图；
[0019]图2是本专利技术提供的柱体结构主被动土压力联合模型实验装置的柱体模型及压力传感器布置的立体示意图；
[0020]图3是本专利技术提供的柱体结构主被动土压力联合模型实验装置的土压力测试示意图。
具体实施方式
[0021]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0022]以下结合具体实施例对本专利技术的实现进行详细的描述。
[0023]本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装
置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0024]参照图1
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3所示，为本专利技术提供的较佳实施例。
[0025]柱体结构主被动土压力联合模型实验装置，包括实验槽10、制动装置30、柱体模型20、缆绳50和压力传感器40，所述实验槽10内装有充填物，所述柱体模型20竖直埋设于所述填充物中，所述压力传感器40安装于所述柱体模型20的表面且被所述充填物覆盖，所述制动装置30通过收拢所述缆绳50来牵引所述柱体模型20；所述压力传感器40包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器设于所述柱体模型的运动方向上，用于测量被动土压力；所述第二压力传感器设于背离所述柱体模型的运动方向上，用于测量主动土压力。
[0026]本实施例提供的柱体结构主被动土压力联合模型实验装置，通过柱体模型20模拟支护模型，通过实验槽10内的充填物模拟土体，由于物体运动是相对的，力的作用是相互的，参照物发生变化，其运动情况、受力情况具有对应关系，从而通过制动装置30拉动柱体模型20在充填物中运动可模拟土体滑动时支护结构的受力情况，通过压力传感器40测量柱体模型20受到的主动土压力和被动土压力来表征土体滑动时支护结构受到的主动土压力和被动土压力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.柱体结构主被动土压力联合模型实验装置，其特征在于，包括实验槽、制动装置、柱体模型、缆绳和压力传感器，所述实验槽内装有充填物，所述柱体模型竖直埋设于所述填充物中，所述压力传感器安装于所述柱体模型的表面且被所述充填物覆盖，所述制动装置通过收拢所述缆绳来牵引所述柱体模型；所述压力传感器包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器设于所述柱体模型的运动方向上，用于测量被动土压力；所述第二压力传感器设于背离所述柱体模型的运动方向上，用于测量主动土压力。2.如权利要求1所述的柱体结构主被动土压力联合模型实验装置，其特征在于，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器布置在所述柱体模型外表面的同一高度上。3.如权利要求2所述的柱体结构主被动土压力联合模型实验装置，其特征在于，在所述柱体模型外表面的不同高度上布置有多个所述压力传感器，用于测量不同高度的主动土压力和被动土压力。4.如权利要求1所述的柱体结构主被动土压力联合模型实验装置，其特征在于，所述制动装置连接有加载控制器，用于控制所述制动装置收放所述缆绳的速度。5.如权利要求1所述的柱体结构主被动土压力联合模型实验装置，其特征在于，所述压力传感器连接有数据采集系统，所述压力传感器所测得的压力数据传输至所述数据采集系统。6.如权利要求5所述的柱体结构主被动土压力联合模型实验装置，其特征在于，所述缆绳上设有拉力传感器，用于检测所述缆绳的拉力，所述拉力传感器所测得的拉力数据传输至所述数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李嘉，刘铁军，李有志，石军乐，刘艾轩，陈家镇，刘涛，沈翔，
申请(专利权)人：深圳市天健集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：