一种模拟沉井取土下沉的离心试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种模拟沉井取土下沉的离心试验装置。它包括模型箱，所述模型箱内一侧设置有混凝土块，所述混凝土块上安装有多道侧向支撑，所述侧向支撑一端固定在混凝土块上，另一端设置有滑轮，所述侧向支撑设有滑轮的一侧设置有定位器；所述模型箱内设置有沉井侧壁，所述沉井侧壁内侧设置有滑轨，并与侧向支撑上的滑轮接触，可沿滑轨方向上下运动，所述滑轨上设置有定位孔，可用于插入定位器，通过定位器可以保持侧向支撑和沉井侧壁的相对位置。使用本实用新型专利技术的装置进行沉井取土下沉离心试验，可确定沉井下沉过程中土体的位移破坏情况、沉井结构受力及位移等数据。沉井结构受力及位移等数据。沉井结构受力及位移等数据。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟沉井取土下沉的离心试验装置


[0001]本技术属于土木建筑行业中沉井基础
，具体涉及一种模拟沉井取土下沉的离心试验装置。

技术介绍

[0002]沉井是井筒状的结构物，它是以井内挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其它结构物的基础。沉井具有埋置深度大、整体性强、稳定性好，承载力高、施工简单、对周边土体扰动小的优点，因此广泛应用于土木工程的多个领域。
[0003]沉井的受力及周边土体的变形将极大地影响沉井下沉过程中的姿态、速度等关键控制因素。虽然沉井技术已经在土木工程领域应用多年，但沉井下沉过程中的受力状态以及周边土体的位移特征和破坏模式仍然没有得到透彻的分析，为了解决这些问题，现有技术通过在沉井结构上或周边土体中埋设传感器，从而监测沉井施工过程中结构受力及土体变形，但由于实际施工条件较为恶劣，传感极易损坏，且监测数据误差较大，难以满足研究分析的需求。因此，模型试验就替代了现场试验成为分析这类问题的主要手段。而在试验过程中，如何模拟沉井下沉，如何尽量精确地监测各类物理量，是未能够很好解决的试验难题。

技术实现思路

[0004]本技术的目的就是为了解决上述
技术介绍
存在的不足，提供一种模拟沉井取土下沉的离心试验装置。
[0005]本技术采用的技术方案是：一种模拟沉井取土下沉的离心试验装置，包括模型箱，所述模型箱内一侧设置有混凝土块，所述混凝土块上安装有多道侧向支撑，所述侧向支撑一端固定在混凝土块上，另一端设置有滑轮，所述侧向支撑设有滑轮的一侧设置有定位器；所述模型箱内设置有沉井侧壁，所述沉井侧壁内侧设置有滑轨，并与侧向支撑上的滑轮接触，可沿滑轨方向上下运动，所述滑轨上设置有定位孔，可用于插入定位器，通过定位器可以保持侧向支撑和沉井侧壁的相对位置。
[0006]进一步优选的结构，所述沉井侧壁外侧的填土高度不高于沉井侧壁通过定位器与侧向支撑连接时的刃脚高度。
[0007]进一步优选的结构，所述模型箱下部设置有支承水箱，在所述沉井侧壁刃脚与填土之间布置有水囊，所述水囊与排水管一端连通，所述排水管另一端与支承水箱连通，可以将水囊内的液体排入到支承水箱中，在所述排水管内设置有排水电磁阀，通过所述排水电磁阀可实现远程控制水囊排水。从而模拟沉井取土开挖。
[0008]进一步优选的结构，所述沉井侧壁设置有刃脚斜面和刃脚踏面，所述刃脚斜面的倾角为45
°
，所述沉井侧壁外侧以及刃脚斜面处布置有土压力计，所述沉井侧壁内侧布置有应变片，所述沉井侧壁上侧安装有配重块。
[0009]进一步优选的结构，所述支承水箱上方填充有土体，为便于观察土体变形情况，需对土体进行染色，远离所述沉井侧壁的土体中由上到下布置有若干孔隙水压力计，所述土体分层装填，每层土体交替处，设置有位移标识点，所述位移标识点呈不均匀布置，越靠近沉井侧壁，位移标识点间距越小，所述土体的表层设置有沉降监测点。
[0010]进一步优选的结构，所述模型箱顶部设置有激光测距仪，可监测土体表明的沉降与隆起。
[0011]进一步优选的结构，所述模型箱底板为钢板，前侧正板为有机玻璃板，三侧的侧板为钢板，在钢板外侧采用厚钢肋板进行加固。
[0012]进一步优选的结构，所述有机玻璃板外侧设置有高速摄像机。
[0013]进一步优选的结构，所述定位器包括定位器外壳，设于定位器外壳内的定位销和设于定位器外壳内壁的电磁铁。
[0014]进一步优选的结构，所述模型箱固定在土工离心机上。
[0015]本技术的有益效果是：本技术可通过土工离心模型试验，对沉井的开挖下沉过程进行模拟，通过控制沉井井壁下方的排水管内部的排水电磁阀，可控制水囊体积的变化，从而模拟施工时的取土过程，在还原沉井取土施工下沉的条件下，监测沉井下沉时井壁周边土体的破坏模式，记录沿沉井侧壁所受的侧向土压力分布规律，以及沉井入土深度与影响区域关系和沉井涌土空间分布规律。
附图说明
[0016]图1是本技术的正视图；
[0017]图2是本技术的俯视图；
[0018]图3是沉井侧壁局部与定位器的构造图；
[0019]图4是沉井侧壁的正视图；
[0020]图5是侧向支撑的构造图；
[0021]图6是定位器通电前状态图；
[0022]图7是定位器通电后状态图。
[0023]其中，1
‑
钢板；2
‑
混凝土块；3
‑
土体；4
‑
支承水箱；5
‑
沉井侧壁；6
‑
配重块；7
‑
侧向支撑；8
‑
滑轮；9
‑
定位器；10
‑
水囊；11
‑
排水管；12
‑
排水电磁阀；13
‑
激光测距仪；14
‑
孔隙水压力计；15
‑
土压力计；16
‑
应变片；17
‑
位移标识点；18
‑
沉降监测点；19
‑
有机玻璃板；20
‑
高清摄像机；51
‑
滑轨；52
‑
定位孔；71
‑
水平钢桁架；72
‑
竖向钢桁架；73
‑
X型横梁；91
‑
定位销；92
‑
电磁铁；93
‑
定位器外壳。
具体实施方式
[0024]下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细说明，便于清楚地了解本技术，但它们不对本技术构成限定。
[0025]如图1、图2所示，本技术包括模型箱，模型箱为长1m，高1m，宽0.4m的空心矩形，模型箱有4个侧面，其中3个侧面为不透明的钢板1，一个侧面为透明的有机玻璃板19，可以通过有机玻璃板19观察模型箱内部情况。
[0026]从有机玻璃板19向模型箱内观察，在模型箱右侧布置有混凝土块2，其目的是确保
在离心机进行试验时，模型箱不会出现过大的变形。
[0027]在混凝土块2上固定有侧向支撑7，侧向支撑7共有4个，呈2排2列平行布置，如图5所示，每个侧向支撑7分别由2道水平钢桁架71、1道竖向钢桁架72以及X型横梁73焊接而成，侧向支撑7另一端安装有滑轮8。
[0028]如图3所示，定位器9由定位销91，电磁铁92，定位器外壳93组成，定位器外壳93安装在侧向支撑7的竖向钢桁架72上，竖向钢桁架72上留有孔洞，孔内可插入定位销91，电磁铁92固定在定位器外壳93上，在电磁铁92未通电情况下，定位销91可来回移动，在电磁铁92通电时，将吸引定位销91，使定为销91移动到最右侧并与电磁铁92接触。
[0029]模型箱中间设置有沉井侧壁5，沉井侧壁5采用钢材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟沉井取土下沉的离心试验装置，其特征在于：包括模型箱，所述模型箱内一侧设置有混凝土块，所述混凝土块上安装有多道侧向支撑，所述侧向支撑一端固定在混凝土块上，另一端设置有滑轮，所述侧向支撑设有滑轮的一侧设置有定位器；所述模型箱内设置有沉井侧壁，所述沉井侧壁内侧设置有滑轨，并与侧向支撑上的滑轮接触，可沿滑轨方向上下运动，所述滑轨上设置有定位孔，可用于插入定位器，通过定位器可以保持侧向支撑和沉井侧壁的相对位置。2.根据权利要求1所述的一种模拟沉井取土下沉的离心试验装置，其特征在于：所述沉井侧壁外侧的填土高度不高于沉井侧壁通过定位器与侧向支撑连接时的刃脚高度。3.根据权利要求1所述的一种模拟沉井取土下沉的离心试验装置，其特征在于：所述模型箱下部设置有支承水箱，在所述沉井侧壁刃脚与填土之间布置有水囊，所述水囊与排水管一端连通，所述排水管另一端与支承水箱连通，在所述排水管内设置有排水电磁阀，通过所述排水电磁阀可实现远程控制水囊排水。4.根据权利要求1所述的一种模拟沉井取土下沉的离心试验装置，其特征在于：所述沉井侧壁设置有刃脚斜面和刃脚踏面，所述刃脚斜面的倾角为45
°
，所述沉井侧壁外侧以及刃脚...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永涛，周列茅，杨钊，陈培帅，姬付全，李德杰，曾旭涛，潘济，杨海忠，吴启和，朱浩，夏崟濠，胡文勇，肖靖，程茂林，饶为胜，朱俊涛，李嘉成，贺祖浩，罗会武，刘修成，杨睿，孔茜，许超，周微强，管政霖，高如超，李雪松，邱敏，梁晓腾，石章入，赵东粱，姚翔川，贺创波，刘杰，熊栋栋，张瑞元，张磊，南品仁，陈良辉，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司技术中心，
类型：新型
国别省市：