本发明专利技术涉及一种装配式基坑支护结构试验模型装置。适用于基坑开挖支护及支护结构失效的物理模型试验。本发明专利技术的技术方案为：该装置具有若干竖直固定于基坑底部边缘并布置成排的直桩，直桩的腰部和顶部经固定扣可拆卸的安装有腰梁和冠梁，腰部上经传力扣装有若干斜桩，斜桩底端支撑于基坑底部，斜桩顶端支撑于腰梁上的传力扣上；所述传力扣具有倒U型扣和限位角板，其中倒U型扣扣于所述腰梁上，并在腰梁的朝基坑侧侧面与倒U型扣的相应内侧壁之间留有间隙；所述限位角板的横截面为V字形，该限位角板的一侧板插装于所述倒U型扣和腰梁之间间隙内并经穿过倒U型扣侧壁和该侧板的螺钉Ⅱ固定于腰梁上，限位角板的另一侧板支撑相应斜桩的顶端。桩的顶端。桩的顶端。
【技术实现步骤摘要】
装配式基坑支护结构试验模型装置
[0001]本专利技术涉及一种装配式基坑支护结构试验模型装置。适用于基坑开挖支护及支护结构失效的物理模型试验。
技术介绍
[0002]近年来，随着我国经济飞速发展，城市化进程加快，城市人口激增，城市空间变得愈来愈拥挤。为了解决城市用地紧张，多高层建筑、地下空间结构、地铁车站及大型地下交通枢纽工程建设逐渐增多，大面积、大长度深基坑工程也大量出现。基坑施工过程中支护结构失效的案例选比比皆是，特别在城市建筑设施密集环境中，基坑支护结构失效引起变形和坍塌事故对周围建筑物、地下管线造成影响和破坏，严重威胁施工人员及周围居民的生命健康和财产安全。因此研究基坑开挖过程中支护结构失效机理及其对周围既有建(构)筑物的影响十分重要。
[0003]基坑支护结构失效机制及引起的变形和坍塌事故对周围建筑物的影响研究方法包括经验分析法、理论分析法、室内物理模型试验法和现场试验法、数值分析法等。其中室内物理模型试验能够比较准确模拟基坑施工过程中支护结构失效时应力和变形变化特征，因此被广泛应用于基坑开挖支护技术研究。
[0004]近年来，众多学者针对不同的基坑支护结构研发了多种室内物理模型试验装置。其中现有技术中授权公布号为CN209741859U的中国专利文件公开了一种人字形基坑支护结构，这种结构简单、紧凑，整体性强，可靠性高，自稳性好、占用空间很小，为基坑内作业提供了充足的空间，降低了施工成本。但是上述现有技术无法实现冠梁、腰梁及内部斜桩结构在基坑开挖过程中拆除，无法针对人字形支护结构作用机理进行模拟试验。
技术实现思路
[0005]本专利技术要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种装配式基坑支护结构试验模型装置，以实现冠梁、腰梁及内部斜桩结构在基坑开挖过程中拆除，模拟斜桩失效情况下支护受力和变形规律，为研究基坑开挖过程中支护结构的失效机制研究提供依据。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是：一种装配式基坑支护结构试验模型装置，其特征在于：具有若干竖直固定于基坑底部边缘并布置成排的直桩，直桩的腰部和顶部经固定扣可拆卸的安装有腰梁和冠梁，腰部上经传力扣装有若干斜桩，斜桩底端支撑于基坑底部，斜桩顶端支撑于腰梁上的传力扣上；
[0007]所述传力扣具有倒U型扣和限位角板，其中倒U型扣扣于所述腰梁上，并在腰梁的朝基坑侧侧面与倒U型扣的相应内侧壁之间留有间隙；所述限位角板的横截面为V字形，该限位角板的一侧板插装于所述倒U型扣和腰梁之间间隙内并经穿过倒U型扣侧壁和该侧板的螺钉Ⅱ固定于腰梁上，限位角板的另一侧板支撑相应斜桩的顶端。
[0008]所述固定扣具有与相应腰梁或冠梁适配的U型槽，腰梁、冠梁能置于相应的U型槽内，U型槽外侧壁上固定有能与所述直桩适配的锁紧箍，U型槽顶部经螺钉Ⅰ固定有固定盖
板。
[0009]所述锁紧箍为采用不锈钢薄片加工成的圆环状结构，呈开口状，所述锁紧箍开口两侧预留圆孔，通过圆孔内螺栓调节锁紧箍，使其与所述直桩固定连接。
[0010]所述直桩采用塑料或者金属材料制成的空心圆管，直桩之间桩间距取2～2.5倍桩径。
[0011]所述冠梁和腰梁均采用塑料或者金属材料制成的空心方管。
[0012]所述斜桩采用塑料或者金属材料制成，为实心圆柱或方柱、空心圆管或方管。
[0013]所述限位角板具有多种型号，各型号限位角板具有多种不同的夹角，根据试验所需斜桩倾角选择相应型号的限位角板。
[0014]本专利技术的有益效果是：本专利技术将冠梁和腰梁通过固定扣安装分别在直桩顶部和腰部位置，使直桩形成结构整体，共同承当基坑外侧的土压力。
[0015]本专利技术中固定扣包括U型槽、锁紧箍和固定盖板，利用锁紧箍与直桩固定连接，利用U型槽支撑冠梁和腰梁，利用固定盖板锁定U型槽内的冠梁和腰梁，实现冠梁和腰梁的快速安装固定，以及基坑开挖过程中冠梁和腰梁的快速拆除，方便调节腰梁位置。
[0016]本专利技术中通过传力扣使斜桩的支撑作用力传递给腰梁，从而对直桩起到侧向支撑作用。
[0017]本专利技术中传力扣包括倒U型扣和限位角板，限位角板通过将其一侧板插装于倒U型扣和腰梁之间间隙内并经穿过倒U型扣侧壁和该侧板的螺钉固定于腰梁上，同更换不同夹角的限位角板，可方便调节斜桩倾角。通过传力扣实现基坑开挖过程中不同倾角斜桩的安装及拆除，从而完成斜桩失效情况下基坑模型试验。
[0018]本专利技术可以根据要求选取不同材料、不同结构几何参数的支护结构模型，组成不同斜桩倾角和支撑位置的人字形支护结构试验装置。装置的冠梁和腰梁与直立桩、腰梁和斜桩均采用可拆卸连接方式，结构简单，易于安装和拆卸，完成基坑开挖支护及支护结构失效情况下的物理模型实验。
附图说明
[0019]图1为实施例的结构示意图。
[0020]图2为实施例的爆炸示意图。
[0021]图3为图1中A处放大图；
[0022]图4为图1中B处放大图；
[0023]图5为图2中C处放大图；
[0024]图6为图2中D处放大图；
[0025]10、直桩；20、冠梁；30、腰梁；40、斜桩；50、固定扣；51、U型槽；511、螺孔Ⅰ；52、锁紧箍；521、圆孔；522、固定螺栓；53、固定盖板；531、螺孔Ⅱ；532、螺钉Ⅰ；60、传力扣；61、倒U型扣；611、螺孔Ⅲ；62、限位角板；621、螺孔Ⅳ；63螺钉Ⅱ。
具体实施方式
[0026]本实施例为一种装配式基坑支护结构试验模型装置，具有若干竖直固定于基坑底部边缘并布置成排的直桩，直桩的腰部经固定扣可拆卸的安装有腰梁，直桩的顶部经固定
扣可拆卸的安装有冠梁，腰梁上可拆卸的装有若干传力扣，对应传力扣设有斜桩，斜桩底端支撑于基坑底部，斜桩顶端支撑于腰梁上的传力扣上。
[0027]本例中直桩为采用塑料或者金属材料制成的空心圆管，相邻直桩之间的桩间距取2～2.5倍桩径。
[0028]本实施例中冠梁和腰梁均为采用塑料或者金属材料制成的空心方管，空心方管截面高度h等于直桩的直径，空心方管截面宽度b等于其截面高度的0.5～1倍。
[0029]本实施例中固定扣为不锈钢材料加工制成，包括U型槽、锁紧箍和固定盖板，其中U型槽开口侧朝上，且U型槽的槽内净宽等于冠梁和腰梁的宽度b+0.5mm，U型槽的槽内净高等于冠梁和腰梁的高度h+0.5mm，U型槽侧壁顶面预留2对螺孔Ⅰ；锁紧箍采用不锈钢薄片加工成圆环状结构，呈开口状，锁紧箍开口两侧均预留圆孔，通过穿过两侧圆孔的螺栓调节锁紧箍，使其能与直桩固定连接，锁紧箍闭口侧中心线位置采用固定连接方式安装在U型槽外侧面上；固定盖板尺寸与U型槽开口侧大小适配，固定盖板上预留螺孔Ⅱ，螺孔Ⅱ位置和直径与U型槽上的螺孔Ⅰ对应。
[0030]本例中固定扣通过锁紧箍固定于直桩上的顶部或腰部，冠梁和腰梁置于直桩上相应固定扣的U型槽内，并盖上固定盖板，通过螺钉Ⅰ配合螺孔Ⅰ、Ⅱ将固定盖板固定于U型槽顶部，从而将冠梁和腰梁与固定扣连接为一体，通过操作螺本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种装配式基坑支护结构试验模型装置，其特征在于：具有若干竖直固定于基坑底部边缘并布置成排的直桩，直桩的腰部和顶部经固定扣可拆卸的安装有腰梁和冠梁，腰梁上经传力扣装有若干斜桩，斜桩底端支撑于基坑底部，斜桩顶端支撑于腰梁上的传力扣上；所述传力扣具有倒U型扣和限位角板，其中倒U型扣扣于所述腰梁上，并在腰梁的朝基坑侧侧面与倒U型扣的相应内侧壁之间留有间隙；所述限位角板的横截面为V字形，该限位角板的一侧板插装于所述倒U型扣和腰梁之间间隙内并经穿过倒U型扣侧壁和该侧板的螺钉Ⅱ固定于腰梁上，限位角板的另一侧板支撑相应斜桩的顶端。2.根据权利要求1所述的装配式基坑支护结构试验模型装置，其特征在于：所述固定扣具有与相应腰梁或冠梁适配的U型槽，腰梁、冠梁能置于相应的U型槽内，U型槽外侧壁上固定有能与所述直桩适配的锁紧箍，U型槽顶部经螺钉Ⅰ固定有固定盖板。3.根据权利要求2所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张亚鹏，吴坚，刘万鹏，任金明，岳好真，王永明，郑允，缪宁，周雪涛，冷永吉，
申请(专利权)人：浙江华东工程建设管理有限公司浙江交通职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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