一种具有多功能加载方式的模型试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具有多功能加载方式的模型试验装置及试验方法，涉及土木工程技术领域，具有多功能加载方式的模型试验装置包括试验箱、横向加载结构、抗压加载结构和抗拔加载结构，试验箱用于盛放试验用土，横向加载结构与试验箱滑动连接，抗压加载结构和抗拔加载结构均通过滑动组件与试验箱滑动连接，横向加载结构用于对试验箱中的模型桩进行横向加载，抗压加载结构用于对试验箱中的模型桩进行抗压加载，抗拔加载结构与横向加载结构的第一定滑轮用于对试验箱中的模型桩进行抗拔加载。本发明专利技术能够对位于试验箱内不同位置的模型桩进行横向加载、抗压加载以及抗拔加载试验，解决了只能够对固定位置的模型桩进行试验、只能进行一类试验的问题。一类试验的问题。一类试验的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种具有多功能加载方式的模型试验装置及试验方法


[0001]本专利技术涉及土木工程
，特别是涉及一种具有多功能加载方式的模型试验装置及试验方法。

技术介绍

[0002]建筑工程是城市建设的重要组成部分，而基坑工程作为建筑工程的一部分，时至今日，其对于各种类型的工程桩的应用已经特别广泛，尤其是在基坑支护与地基处理方面。为探究不同类型桩的力学性能，相关的试验是必不可少的，考虑到现场试验往往耗费巨大，且不可控因素较多，于是室内模型桩试验成为了可供选择的有效方法之一，在室内模型桩试验中，对桩顶施加荷载的方法很多，一般都通过加载设备和试验装置进行。现有技术的装置只能够对固定位置的模型桩进行试验，并且只能进行一类试验。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种具有多功能加载方式的模型试验装置及试验方法，具备能够对位于试验箱内不同位置的模型桩进行横向加载、抗压加载以及抗拔加载试验，解决了现有技术只能够对固定位置的模型桩进行试验、只能进行一类试验的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供了一种具有多功能加载方式的模型试验装置，包括试验箱、横向加载结构、抗压加载结构和抗拔加载结构，所述试验箱用于盛放试验用土，所述横向加载结构与所述试验箱滑动连接，所述抗压加载结构和所述抗拔加载结构均通过滑动组件与所述试验箱滑动连接，所述横向加载结构用于对所述试验箱中的模型桩进行横向加载，所述抗压加载结构用于对所述试验箱中的模型桩进行抗压加载，所述抗拔加载结构与所述横向加载结构的第一定滑轮用于对所述试验箱中的模型桩进行抗拔加载。
[0005]优选地，所述横向加载结构还包括第一转动支座，所述第一转动支座与所述试验箱滑动连接，所述第一定滑轮设置在所述第一转动支座上，所述试验箱中的模型桩的上端与第一连接线的一端连接，所述第一连接线的另一端通过所述第一定滑轮与第一砝码连接。
[0006]优选地，所述试验箱的上端设置有牛腿，所述牛腿上开设有凹槽，所述第一转动支座的下端与所述凹槽滑动连接。
[0007]优选地，所述抗压加载结构包括抗压加载杆，所述抗压加载杆包括第一杠杆和滑动管，所述第一杠杆的一端通过所述滑动组件与所述试验箱滑动连接，所述第一杠杆的另一端设置有第二砝码，所述滑动管的上端与所述第一杠杆滑动连接，所述滑动管的下端与所述试验箱中的模型桩连接。
[0008]优选地，所述抗压加载杆还包括加载柱，所述加载柱的上端与所述滑动管的下端螺纹连接，所述加载柱的下端通过垫板与所述试验箱中的模型桩的上端连接。
[0009]优选地，所述第一杠杆的另一端设置有挂钩，所述挂钩用于悬挂加载托盘，所述加
载托盘用于放置所述第二砝码。
[0010]优选地，所述抗拔加载结构包括抗拔加载杆，所述抗拔加载杆包括第二杠杆、支撑杆、第二转动支座和第二定滑轮，所述第二杠杆的一端通过所述滑动组件与所述试验箱滑动连接，所述支撑杆的顶部通过所述第二杠杆另一端的孔洞伸入所述第二杠杆内，所述第二杠杆的另一端与所述支撑杆对应的位置设置有螺纹孔，第一调节螺栓与所述螺纹孔螺纹连接，且所述第一调节螺栓的底部与所述支撑杆的顶部接触，所述支撑杆的底部与所述试验箱滑动连接，所述第二转动支座与所述第二杠杆滑动连接，所述第二定滑轮与所述第二转动支座连接，所述试验箱中的模型桩的上端与第二连接线的一端连接，所述第二连接线的另一端依次通过所述第二定滑轮和所述第一定滑轮与第三砝码连接。
[0011]优选地，所述滑动组件包括吊耳、连接柱和U型结构，所述吊耳的上端与所述抗压加载结构或所述抗拔加载结构连接，所述吊耳的下端与所述连接柱转动连接，所述U型结构设置有U型槽，所述连接柱的下端设置在所述U型结构的U型槽中，所述U型结构与所述试验箱滑动连接，所述U型结构的下端设置有第二调节螺栓，所述第二调节螺栓与所述连接柱接触，通过转动所述第二调节螺栓进而调节所述连接柱的高度。
[0012]优选地，所述试验箱包括箱架、有机玻璃板和固定板，所述试验箱的上端设置开口，所述有机玻璃板设置在所述箱架的正面，所述固定板设置在所述箱架的其余各面。
[0013]本专利技术还提供了一种采用所述的具有多功能加载方式的模型试验装置的试验方法，包括以下方式：在进行横向加载试验时，模型桩在试验箱内埋设好后，将第一连接线的一端与模型桩的上端连接，第一连接线通过第一定滑轮与第一砝码连接，由第一砝码进行横向荷载的计算；在进行抗压加载试验时，将模型桩在试验箱内埋设好后，调节第一杠杆在试验箱的纵向位置，通过第一杠杆下部的滑道调节滑动管在试验箱内的横向位置，使滑动管与模型桩的桩头位置一致，试验时，在模型桩上安放用于保护桩头的垫板，荷载通过滑动管传递到垫板，再由垫板传递到模型桩上，并通过第一杠杆的力臂比值对压力进行计算；在进行抗拔加载试验时，将模型桩在试验箱内埋设好后，调节第二杠杆在试验箱内的纵向的位置，并通过支撑杆将第二杠杆位置固定，通过第二杠杆下部的滑道调节第二转动支座在试验箱内的横向位置，使第二转动支座上的第二定滑轮与模型桩的桩顶处于竖直位置，调节横向加载结构中的第一定滑轮的位置，使第一定滑轮与第二杠杆下的第二定滑轮处于同一平面，试验时，转动第二转动支座使第二定滑轮与横向加载结构中第一定滑轮的方向一致，在模型桩上固定第二连接线，第二连接线通过第二杠杆下的第二定滑轮和横向加载结构中的第一定滑轮与第三砝码相连，并通过第三砝码对拉力进行计算。
[0014]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术通过横向加载结构对试验箱中的模型桩进行横向加载，通过抗压加载结构对试验箱中的模型桩进行抗压加载，通过抗拔加载结构与横向加载结构的第一定滑轮配合使用对试验箱中的模型桩进行抗拔加载；横向加载结构、抗压加载结构和抗拔加载结构均与试验箱滑动连接，能够实现对不同位置的模型桩进行试验。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，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。
[0016]图1为本专利技术在横向加载状态下的结构示意图；图2为本专利技术在抗压加载状态下的结构立体图；图3为本专利技术在抗压加载状态下的结构示意图；图4为本专利技术的抗压加载结构示意图；图5为本专利技术在抗拔加载状态下的结构立体图；图6为本专利技术在抗拔加载状态下的结构示意图；图7为本专利技术在抗拔加载状态下的结构俯视图；图8为本专利技术的抗拔加载结构示意图；图9为本专利技术的滑动组件示意图；其中：1
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第一转动支座，2
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第一定滑轮，3
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牛腿，4
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第一杠杆，5
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滑动管，6
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垫板，7
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加载柱，8
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加载托盘，9
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第二杠杆，10
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支撑杆，11
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有多功能加载方式的模型试验装置，其特征在于：包括试验箱、横向加载结构、抗压加载结构和抗拔加载结构，所述试验箱用于盛放试验用土，所述横向加载结构与所述试验箱滑动连接，所述抗压加载结构和所述抗拔加载结构均通过滑动组件与所述试验箱滑动连接，所述横向加载结构用于对所述试验箱中的模型桩进行横向加载，所述抗压加载结构用于对所述试验箱中的模型桩进行抗压加载，所述抗拔加载结构与所述横向加载结构的第一定滑轮用于对所述试验箱中的模型桩进行抗拔加载。2.根据权利要求1所述的具有多功能加载方式的模型试验装置，其特征在于：所述横向加载结构还包括第一转动支座，所述第一转动支座与所述试验箱滑动连接，所述第一定滑轮设置在所述第一转动支座上，所述试验箱中的模型桩的上端与第一连接线的一端连接，所述第一连接线的另一端通过所述第一定滑轮与第一砝码连接。3.根据权利要求2所述的具有多功能加载方式的模型试验装置，其特征在于：所述试验箱的上端设置有牛腿，所述牛腿上开设有凹槽，所述第一转动支座的下端与所述凹槽滑动连接。4.根据权利要求1所述的具有多功能加载方式的模型试验装置，其特征在于：所述抗压加载结构包括抗压加载杆，所述抗压加载杆包括第一杠杆和滑动管，所述第一杠杆的一端通过所述滑动组件与所述试验箱滑动连接，所述第一杠杆的另一端设置有第二砝码，所述滑动管的上端与所述第一杠杆滑动连接，所述滑动管的下端与所述试验箱中的模型桩连接。5.根据权利要求4所述的具有多功能加载方式的模型试验装置，其特征在于：所述抗压加载杆还包括加载柱，所述加载柱的上端与所述滑动管的下端螺纹连接，所述加载柱的下端通过垫板与所述试验箱中的模型桩的上端连接。6.根据权利要求4所述的具有多功能加载方式的模型试验装置，其特征在于：所述第一杠杆的另一端设置有挂钩，所述挂钩用于悬挂加载托盘，所述加载托盘用于放置所述第二砝码。7.根据权利要求2所述的具有多功能加载方式的模型试验装置，其特征在于：所述抗拔加载结构包括抗拔加载杆，所述抗拔加载杆包括第二杠杆、支撑杆、第二转动支座和第二定滑轮，所述第二杠杆的一端通过所述滑动组件与所述试验箱滑动连接，所述支撑杆的顶部通过所述第二杠杆另一端的孔洞伸入所述第二杠杆内，所述第二杠杆的另一端与所述支撑杆对应的位置设置有螺纹孔，第一调节螺栓与所述螺纹孔螺纹连接，且所述第一调节螺栓的底部与所述支撑杆的顶部接触，所述支撑杆的底部与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张力霆，王宇坤，王继忠，杨政，张连喜，张少雄，徐彤，刘宏波，杨启安，耿志红，杨金行，赵朋朋，李泽暄，赵佳壮，高仁杰，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：