一种模拟混凝土桩在冻土层中拉拔试验的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种模拟混凝土桩在冻土层中拉拔试验的装置，克服了不能进行土壤冻结情况下的混凝土桩拉拔问题，其包括试验箱体、制冷系统、拉拔系统、量测系统与信息采集系统；量测系统包括位移传感器、传感器限位板与钢制刻度尺；试验箱体通过其中的外框架安装在地面上，制冷系统通过其冷却器安在试验箱体上，拉拔系统安装在试验箱体的上方并通过其拉拔力反力架安装在试验箱体两侧地面上；位移传感器一端安装在拉拔力反力架上，位移传感器另一端与传感器限位板连接，传感器限位板中心处与拉拔系统的拉拔杆顶端焊接，钢制刻度尺安装在试验箱体中冻结箱主箱体中内箱体的一角处；信息采集系统中的13～32个应变片粘贴在被试件混凝土桩四周桩壁上。凝土桩四周桩壁上。凝土桩四周桩壁上。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟混凝土桩在冻土层中拉拔试验的装置


[0001]本专利技术涉及一种属于冻土工程试验仪器
的试验装置，更确切地说，本专利技术涉及一种模拟混凝土桩在冻土层中拉拔试验的装置。

技术介绍

[0002]在天然冻土区或人工冻土工程中存在着大量冻土与结构物接触界面层问题，混凝土桩体和冻土之间的界面特性是冻土工程研究的重要参数，这可由拉拔试验获得的拉拔力
‑
拉拔位移关系反应、应变
‑
切向作用力关系曲线反映。
[0003]然而，混凝土桩在冻土层中拉拔试验的装置属于空白，传统的拉拔装置模拟不了土壤冻结的情况，传统的冻结装置无法进行拉拔试验。
[0004]目前急需开发一种简易且有效的可进行冻结和拉拔于一体的试验装置，以解决土壤冻结条件下混凝土桩体的拉拔。鉴于此,专利技术人对可模拟混凝土桩在冻土层中冻结试验的拉拔装置进行了深入研究和设计,遂由本案产生。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是克服了现有技术不能进行土壤冻结情况下的混凝土桩拉拔问题，提供了一种模拟混凝土桩在冻土层中拉拔试验的装置。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的：所述的一种模拟混凝土桩在冻土层中拉拔试验的装置包括试验箱体、制冷系统、拉拔系统、量测系统与信息采集系统；
[0007]所述的量测系统包括位移传感器、传感器限位板与钢制刻度尺；
[0008]所述的试验箱体通过其中的外框架安装在地面上，制冷系统中的冷却器安装在试验箱体上，拉拔系统安装在试验箱体的上方并通过其中的拉拔力反力架中的2根结构相同的立柱安装在试验箱体两侧的地面上；位移传感器的一端安装在拉拔力反力架上，位移传感器的另一端与传感器限位板的底端面连接，传感器限位板底端面的中心处与拉拔系统的拉拔杆顶端焊接连接，拉拔杆底端通过锚具与被测件混凝土桩的顶端连接，钢制刻度尺竖直地安装在试验箱体中冻结箱主箱体中内箱体的一角处；信息采集系统中的13～32个结构相同的应变片均匀地粘贴在处于冻结箱主箱体中被测件混凝土桩的外壁上。
[0009]技术方案中所述的试验箱体还包括冻结箱主箱体、保温材料与钢盖板；所述的冻结箱主箱体是非标准件，冻结箱主箱体是由内箱体与外箱体构成，内箱体与外箱体皆采用钢板制作的内部空心的顶端开口的正方体形的壳体件，内箱体放置在外箱体内，内箱体与外箱体的四壁和底部之间设置有一个23mm～25mm等厚度的空隙区域；
[0010]所述的保温材料为聚氨酯泡沫板，将泡沫板切割成3mm～5mm的厚板，在冻结箱主箱体中外箱体的内箱壁面上用结构胶将3mm～5mm厚的聚氨酯泡沫板全部粘满；
[0011]所述的外框架为采用钢板焊接而成的一个长方体形的箱体件，顶端为开口式，在外框架左箱壁下部的左侧设置有1个圆形通孔，外框架上的圆形通孔与冻结箱主箱体中的
外箱体的左箱壁上的圆形通孔结构相同并左右对正，外框架箱体内腔的长度、宽度尺寸相等，并和冻结箱主箱体中的外箱体的长度、宽度尺寸相等，外框架箱体的高度尺寸大于冻结箱主箱体中外箱体的高度尺寸；
[0012]所述的钢盖板为非标准的板类结构件，厚度5mm～10mm，长宽相等为65.8cm～66.2cm，钢板盖中心处设置有用于安装混凝土桩的直径为10cm～40cm的圆孔，钢板盖左侧设置有直径1cm～2cm的用于测温的测温圆孔；
[0013]外箱体的内箱壁面上全部粘满聚氨酯泡沫板的冻结箱主箱体安装在外框架中，外箱体的外箱壁面与外框架内箱壁面接触连接，钢盖板盖在冻结箱主箱体的外箱体上。
[0014]技术方案中所述的内箱体的四壁上加工有用于安装骑马卡扣的螺纹孔，2个螺纹孔为一组，2个螺纹孔上下间距3～5cm，螺纹孔组均布于内箱体的四个侧壁上，每个侧壁上包括8～10行螺纹孔组，螺纹孔组横向间距30cm～40cm，螺纹孔组纵向间距5cm～6cm，每行包括有2～3个螺纹孔组，每行螺纹孔组水平布置，行与行之间的螺纹孔组上下对齐即螺纹孔组沿着竖直方向成列布置，外箱体左侧箱壁下部左端位置设置有一个直径2cm～4cm的用于安装连接冷却器与压缩机的直线接管的圆形通孔。
[0015]技术方案中所述的制冷系统还包括温控器与压缩机；
[0016]所述的冷却器包括前冷却器、后冷却器、左冷却器、右冷却器、2根长度1m～3m的直线接管、骑马卡扣、转向接头与直通接头；
[0017]所述的前冷却器、后冷却器、左冷却器、右冷却器的材质、形状、尺寸完全相同，只是安装固定时布置的方向不同，它们均采用标准的4分不锈钢管材制成，即采用标准的4分不锈钢管材制成“蛇形”循环设置的冷却部分；
[0018]左冷却器、前冷却器、右冷却器与后冷却器依次采用骑马卡扣固定在冻结箱主箱体中内箱体的左箱壁、前箱壁、右箱壁与后箱壁的外箱壁面上，左冷却器的上端出口与前冷却器上端进口采用转向接头连接，前冷却器的下端出口与右冷却器的下端进口采用转向接头连接，右冷却器的上端出口与后冷却器的上端进口采用转向接头连接，后冷却器的下端出口与长度1m～3m的直线接管一端采用转向接头连接，长度1m～3m的直线接管另一端从冻结箱主箱体中外箱体左侧箱壁及外框架左侧箱壁上设置的圆形通孔中伸出并和压缩机的进口管焊接连接；左冷却器的下端进口通过转向接头与另一根长度1m～3m的直线接管的一端连接，另一根长度1m～3m的直线接管的另一端从冻结箱主箱体中外箱体左侧箱壁及外框架左侧箱壁上设置的圆形通孔中伸出并和压缩机的出口管焊接连接。
[0019]技术方案中所述的“蛇形”循环设置的冷却部分由直管段与曲管段组成，直管段的长度为40cm～60cm，相邻2根直管段相互平行，相邻2根直管段之间的距离为5cm～6cm，相邻2根直管段的一端之间采用曲管段圆滑连接并连通，该相邻2根直管段的另一端和上下与其相邻的直管段的端部采用曲管段圆滑连接并连通，冷却部分的相邻2根直管段的端部之间采用曲管段圆滑连接并连通依次是左右交替进行圆滑连接并连通，以此类推直至“蛇形”循环设置的冷却部分完成；
[0020]左冷却器与右冷却器的下端为进口，上端为出口，前冷却器与后冷却器的上端为进口，下端为出口。
[0021]技术方案中所述的拉拔系统还包括电机、调速器与齿轮；所述的拉拔杆包括长方体钢杆和直齿条；直齿条底部焊接于长方体杠杆的右侧面上，直齿条的齿面朝右；所述的拉
拔力反力架7包括2根结构相同的立柱、钢圆环与横梁；
[0022]2根结构相同的立柱的顶端和横梁的两端焊接连接，2根结构相同的立柱相互平行，2根结构相同的立柱和横梁相互垂直并位于横梁的下面，钢圆环站立地焊接在横梁顶端中心的左侧；
[0023]所述的电机采用型号为61K180RGU
‑
CF调速电机，采用螺栓固定于拉拔力反力架中横梁中心的右侧，电机的转轴与长方体板件的横梁的横向端面平行，齿轮通过键连接套装在电机的转轴上，电机的单排6针插头插入调速器的单排6针接口，型号为US
‑
52的调速器的电源线插入220V交流电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟混凝土桩在冻土层中拉拔试验的装置,其特征在于,所述的一种模拟混凝土桩在冻土层中拉拔试验的装置包括试验箱体、制冷系统、拉拔系统、量测系统与信息采集系统；所述的量测系统包括位移传感器(8)、传感器限位板(13)与钢制刻度尺(23)；所述的试验箱体通过其中的外框架(4)安装在地面上，制冷系统中的冷却器(2)安装在试验箱体上，拉拔系统安装在试验箱体的上方并通过其中的拉拔力反力架(7)中的2根结构相同的立柱安装在试验箱体两侧的地面上；位移传感器(8)的一端安装在拉拔力反力架(7)上，位移传感器(8)的另一端与传感器限位板(13)的底端面连接，传感器限位板(13)底端面的中心处与拉拔系统的拉拔杆(19)顶端焊接连接，拉拔杆(19)底端通过锚具(9)与被测件混凝土桩(5)的顶端连接，钢制刻度尺(23)竖直地安装在试验箱体中冻结箱主箱体(1)中内箱体的一角处；信息采集系统中的13～32个结构相同的应变片(6)均匀地粘贴在处于冻结箱主箱体(1)中被测件混凝土桩(5)的外壁上。2.按照权利要求1所述的一种可模拟混凝土桩在冻土层中拉拔试验的装置,其特征在于,所述的试验箱体还包括冻结箱主箱体(1)、保温材料(3)与钢盖板(11)；所述的冻结箱主箱体(1)是非标准件，冻结箱主箱体(1)是由内箱体与外箱体构成，内箱体与外箱体皆采用钢板制作的内部空心的顶端开口的正方体形的壳体件，内箱体放置在外箱体内，内箱体与外箱体的四壁和底部之间设置有一个23mm～25mm等厚度的空隙区域；所述的保温材料(3)为聚氨酯泡沫板，将泡沫板切割成3mm～5mm的厚板，在冻结箱主箱体(1)中外箱体的内箱壁面上用结构胶将3mm～5mm厚的聚氨酯泡沫板全部粘满；所述的外框架(4)为采用钢板焊接而成的一个长方体形的箱体件，顶端为开口式，在外框架(4)左箱壁下部的左侧设置有1个圆形通孔，外框架(4)上的圆形通孔与冻结箱主箱体(1)中的外箱体的左箱壁上的圆形通孔结构相同并左右对正，外框架箱体内腔的长度、宽度尺寸相等，并和冻结箱主箱体(1)中的外箱体的长度、宽度尺寸相等，外框架箱体的高度尺寸大于冻结箱主箱体(1)中外箱体的高度尺寸；所述的钢盖板(11)为非标准的板类结构件，厚度5mm～10mm，长宽相等为65.8cm～66.2cm，钢板盖(11)中心处设置有用于安装混凝土桩(5)的直径为10cm～40cm的圆孔，钢板盖(11)左侧设置有直径1cm～2cm的用于测温的测温圆孔；外箱体的内箱壁面上全部粘满聚氨酯泡沫板的冻结箱主箱体(1)安装在外框架(4)中，外箱体的外箱壁面与外框架(4)内箱壁面接触连接，钢盖板(11)盖在冻结箱主箱体(1)的外箱体上。3.按照权利要求1所述的一种可模拟混凝土桩在冻土层中拉拔试验的装置,其特征在于,所述的内箱体的四壁上加工有用于安装骑马卡扣(25)的螺纹孔，2个螺纹孔为一组，2个螺纹孔上下间距3～5cm，螺纹孔组均布于内箱体的四个侧壁上，每个侧壁上包括8～10行螺纹孔组，螺纹孔组横向间距30cm～40cm，螺纹孔组纵向间距5cm～6cm，每行包括有2～3个螺纹孔组，每行螺纹孔组水平布置，行与行之间的螺纹孔组上下对齐即螺纹孔组沿着竖直方向成列布置，外箱体左侧箱壁下部左端位置设置有一个直径2cm～4cm的用于安装连接冷却器(2)与压缩机(16)的直线接管的圆形通孔。4.按照权利要求1所述的一种可模拟混凝土桩在冻土层中拉拔试验的装置,其特征在于,所述的制冷系统还包括温控器(15)与压缩机(16)；
所述的冷却器(2)包括前冷却器、后冷却器、左冷却器、右冷却器、2根长度1m～3m的直线接管、骑马卡扣(25)、转向接头与直通接头；所述的前冷却器、后冷却器、左冷却器、右冷却器的材质、形状、尺寸完全相同，只是安装固定时布置的方向不同，它们均采用标准的4分不锈钢管材制成，即采用标准的4分不锈钢管材制成“蛇形”循环设置的冷却部分；左冷却器、前冷却器、右冷却器与后冷却器依次采用骑马卡扣(25)固定在冻结箱主箱体(1)中内箱体的左箱壁、前箱壁、右箱壁与后箱壁的外箱壁面上，左冷却器的上端出口与前冷却器上端进口采用转向接头连接，前冷却器的下端出口与右冷却器的下端进口采用转向接头连接，右冷却器的上端出口与后冷却器的上端进口采用转向接头连接，后冷却器的下端出口与长度1m～3m的直线接管一端采用转向接头连接，长度1m～3m的直线接管另一端从冻结箱主箱体(1)中外箱体左侧箱壁及外框架(4)左侧箱壁上设置的圆形通孔中伸出并和压缩机(16)的进口管焊接连接；左冷却器的下端进口通过转向接头与另一根长度1m～3m的直线接管的一端连接，另一根长度1m～3m的直线接管的另一端从冻结箱主箱体(1)中外箱体左侧箱壁及外框架(4)左侧箱壁上设置的圆形通孔中伸出并和压缩机(16)的出口管焊接连接。5.按照权利要求1所述的一种可模拟混凝土桩在冻土层中拉拔试验的装置,其特征在于,所述的“蛇形”循环设置的冷却部分由直管段与曲管段组成，直管段的长度为40cm～60cm，相邻2根直管段相互平行，相邻2根直管段之间的距离为5cm～6cm，相邻2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伯昕，王子豪，王清，潘一鸣，张中琼，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：