【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及岩土工程抗滑桩性能测试，更具体的说是涉及一种边坡抗滑半面桩桩土相互作用性能测试装置。
技术介绍
1、抗滑桩是在防治滑坡中使用频率最高的一种工程建筑物，其为典型的被动桩，只有当边坡产生一定变形后，才能充分发挥作用。其工作原理是将抗滑桩的下段埋置在滑动面以下稳定底层的一定深度，通过抗滑桩与周围岩土的嵌固作用以及被动抗力，将滑坡推力传递到滑动面以下的稳定土层中，来平衡滑坡推力。
2、抗滑桩对滑坡体的作用是利用抗滑桩插入滑动面以下的稳定地层对桩的抗力(锚固力)平衡滑动体的推力，增加其稳定性。当滑坡体下滑时受到抗滑桩的阻抗，使桩前滑体达到稳定状态。根据滑体的厚薄、推力大小、防水要求及施工条件等选用木桩、钢桩、混凝土及钢筋混凝土桩。
3、抗滑桩在加固存在潜在滑动面的边坡，特别是治理大型滑坡时得到广泛应用。抗滑桩属于横向受荷桩(承受水平荷载)，在桩土相互作用的情况下，属于被动受荷结构，即现有滑坡体相对桩的位移，桩才被动受力。
4、目前对抗滑桩的滑坡推力及抗滑桩内力研究较多，但是对抗滑桩与土体相互作用时形成土拱并利用土拱传递滑坡推力的研究较少，且尚未有成熟且成规范标准用于研究岩土工程中桩土的相互作用的性能测试的试验装置。
5、因此，如何提供一种边坡抗滑半面桩桩土相互作用性能测试装置，在室内模拟边坡抗滑桩的桩土相互作用力，模拟真实的地质环境，研究桩土相互作用的力学特性和变形规律，实时监测桩土之间的位于和应变分布，为桩土相互作用的研究提供更加准确的数据支持，是本领域技术人员亟需解决的技术
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种边坡抗滑半面桩桩土相互作用性能测试装置，旨在解决上述技术问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种边坡抗滑半面桩桩土相互作用性能测试装置，包括：
4、试验台，所述试验台的顶面为平面用以支撑；
5、加载下箱，所述加载下箱的顶面开口以容纳岩体；所述加载下箱的底面固定在所述试验台的顶面；所述加载下箱的其中一外壁采用透明材料制作以进行dic测量；
6、加载上箱，所述加载上箱放置在所述加载下箱的顶部且可与其水平相对移动，所述加载上箱开设有与所述加载下箱顶面开口贯通的空腔以容纳土体；所述加载上箱的其中一外壁采用透明材料制作且可拆卸以方便dic测量；所述加载上箱和加载下箱内放置有垂直于所述试验台顶面的半面桩；
7、击实机构，所述击实机构的击实端放置在所述加载下箱或所述加载上箱的空腔内以对所述岩体或土体进行击实；
8、固定机构，所述固定机构垂直所述试验台的顶面并固定在所述试验台的一端；
9、施荷机构，所述施荷机构的输出端固定在所述固定机构上，其加载端与所述加载上箱的一侧壁抵接以对所述加载上箱施加水平荷载。
10、上述技术方案的有益效果是，加载下箱内放置岩体，加载上箱内放置土体，实现岩体与土体的分层处理；击实机构对岩体和土体进行分层击实，施荷机构对加载上箱施加水平荷载，利用dic数字图像技术，实时监测加载下箱和加载上箱内的位移和应变分布，为桩土相互作用的研究提供更加准确的数据支持。
11、需要解释的是，dic测量是一种数字图像技术，是一种三维、全场、无接触测量任何物体轮廓、位移、振动和应变的光学测量系统，可应用于多种测量，包括拉伸、扭转、弯曲、和复合加载的静动态应用，是根据物体表面随机分布的散斑场在变形前后的统计相关性来确定物体变形的，采用高速相机，实时采集物体各个变形阶段的散斑图像，对数据进行平滑处理和变形信息的可视化分析，计算变形和位移量。
12、优选的，所述加载下箱包括下箱底板、下箱前板、下箱后板和下箱侧板，所述下箱底板固定在所述试验台的顶面；所述下箱前板和下箱后板相对布置，两块所述下箱侧板相对布置，所述下箱前板、下箱后板和下箱侧板固定在所述下箱底板顶面四周组成所述加载下箱的箱体；
13、其中，两块所述下箱侧板远离所述加载下箱开口的板面的顶端固定有下箱上板，所述下箱上板的板面与所述下箱侧板的板面垂直布置；所述下箱上板顶部板面转动连接有转轴；垂直于所述下箱上板底部板面的两端固定有两块翼板以支撑所述下箱上板；
14、所述下箱前板采用钢化玻璃制作而成。
15、加载下箱固定在试验台顶面并盛放岩体，通过击实机构对岩体进行击实，加载下箱两侧设有下箱上板，下箱上板上转动连接转轴，方便加载下箱与加载上箱发生相对的水平位移，下箱上板通过两块翼板进行支撑，保证在施加水平荷载时加载下箱在试验台生不发生偏重，下箱前板采用钢化玻璃制作，方便可视化进行dic测量。
16、优选的，所述翼板的侧壁与所述下箱侧板的板面通过螺栓紧固；所述下箱底板与所述下箱后板结合处固定有支座以保证所述加载下箱在所述试验台的稳定。支座能够保证加载下箱在试验台上稳定不发生晃动。
17、优选的，所述加载上箱包括上箱前板、上箱后板和上箱侧板，所述上箱前板、上箱后板相对布置，两块所述上箱侧板相对布置，所述上箱前板、所述上箱后板和两块所述上箱侧板组成所述加载上箱的箱体；
18、其中，两块所述上箱侧板远离所述加载上箱空腔的板面的底端固定有上箱下板，所述上箱下板的板面与所述上箱侧板的板面垂直布置；所述上箱下板与所述下箱上板的板面之间通过所述转轴转动连接；垂直于所述上箱下板顶部板面的两端固定有两块挡板以加劲所述上箱下板；所述挡板的侧壁与所述上箱侧板的板面通过螺栓紧固；
19、所述上箱前板的一侧板面与两块所述挡板的板面紧密贴合，所述上箱前板的另一侧板面两端贴合有两块夹板，两块所述夹板与两块所述挡板通过紧固螺栓紧固以将所述上箱前板夹紧；所述上箱前板采用钢化玻璃制作而成。
20、加载上箱与加载下箱连通设置，其空腔容纳土体，这就达到了岩土风层的效果，加载上箱的侧壁固定有上箱下板，上箱下板与下箱上板之间通过转轴转动连接，在对加载上箱施加水平荷载时，能够使得加载上箱相对加载下箱座水平位移；挡板对上箱下板进行加劲，保证在施加水平荷载时不发生偏转；夹板与挡板之间夹持下箱前板，并通过螺栓紧固，使得下箱前板能够拆卸，下箱前板采用钢化玻璃制作能够可视化，在试验过程中，对土体击实完成后通过拆卸下箱前板对土体喷涂白漆，随后会产生黑色随机散斑，利用dic进行测量，在土体变形前后的散斑图像中精确匹配对应点，通过拍摄物体变形前后的两张图片，记录散斑图案的变形过程。最后再将钢化玻璃挡板重新装上固定。
21、优选的，所述固定机构包括工字梁、支撑板和竖板；所述工字梁的工字型截面垂直所述试验台的顶面并固定，所述工字梁的腹板上开设有多个平行于其长度方向上的长槽；所述支撑板滑动连接在所述长槽上且可通过调节螺栓锁定，所述支撑板的板面与所述工字梁的腹板垂直布置；两块所述竖板对称且间隔的固定在所述支撑板的上板面，两块所述竖板之间形成容纳施荷机构输出端的夹持槽。
22、支撑板能够沿工字梁腹板上的长槽滑本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种边坡抗滑半面桩桩土相互作用性能测试装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种边坡抗滑半面桩桩土相互作用性能测试装置，其特征在于，所述加载下箱(3)包括下箱底板(34)、下箱前板(31)、下箱后板(32)和下箱侧板(33)，所述下箱底板(34)固定在所述试验台(6)的顶面；所述下箱前板(31)和下箱后板(32)相对布置，两块所述下箱侧板(33)相对布置，所述下箱前板(31)、下箱后板(32)和下箱侧板(33)固定在所述下箱底板(34)顶面四周组成所述加载下箱(3)的箱体；
3.根据权利要求2所述的一种边坡抗滑半面桩桩土相互作用性能测试装置，其特征在于，所述翼板(35)的侧壁与所述下箱侧板(33)的板面通过螺栓紧固；所述下箱底板(34)与所述下箱后板(32)结合处固定有支座(38)以保证所述加载下箱(3)在所述试验台(6)的稳定。
4.根据权利要求2所述的一种边坡抗滑半面桩桩土相互作用性能测试装置，其特征在于，所述加载上箱(2)包括上箱前板(21)、上箱后板(22)和上箱侧板(23)，所述上箱前板(21)、上箱后板(22)相对布
5.根据权利要求4所述的一种边坡抗滑半面桩桩土相互作用性能测试装置，其特征在于，所述固定机构(4)包括工字梁(46)、支撑板(42)和竖板(41)；所述工字梁(46)的工字型截面垂直所述试验台(6)的顶面并固定，所述工字梁(46)的腹板上开设有多个平行于其长度方向上的长槽(43)；所述支撑板(42)滑动连接在所述长槽(43)上且可通过调节螺栓(44)锁定，所述支撑板(42)的板面与所述工字梁(46)的腹板垂直布置；两块所述竖板(41)对称且间隔的固定在所述支撑板(42)的上板面，两块所述竖板(41)之间形成容纳施荷机构输出端的夹持槽。
6.根据权利要求5所述的一种边坡抗滑半面桩桩土相互作用性能测试装置，其特征在于，所述施荷机构(5)包括千斤顶(51)、传力杆(54)和加载推板(53)，所述千斤顶(51)放置在所述夹持槽内，所述传力杆(54)的一端与所述千斤顶(51)的伸缩螺杆固定连接；所述加载推板(53)的一侧板面与所述传力杆(54)的另一端固定，其另一侧板面与所述加载上箱(2)的侧壁紧密贴合。
7.根据权利要求6所述的一种边坡抗滑半面桩桩土相互作用性能测试装置，其特征在于，所述施荷机构(5)还包括加载稳定器(52)，所述加载稳定器(52)固定在所述传力杆(54)中部，其底面与所述上箱下板(25)的顶面紧密贴合以保持所述传力杆(54)水平稳定性。
8.根据权利要求1所述的一种边坡抗滑半面桩桩土相互作用性能测试装置，其特征在于，所述击实机构(1)包括立柱(11)、垫板(13)、击实锤(12)和限位环(14)，所述垫板(13)的板面垂直于所述立柱(11)并固定在其底端，所述击实锤(12)滑动连接在所述立柱(11)上，所述限位环(14)可滑动连接在所述立柱(11)顶部并卡接锁定，以调整所述击实锤(12)的抬升高度。
9.根据权利要求8所述的一种边坡抗滑半面桩桩土相互作用性能测试装置，其特征在于，所述垫板(13)的尺寸与所述加载上箱(2)和加载下箱(3)的开口相适配，以放置在其开口内对岩体和土体进行击实；所述垫板(13)相对的两侧壁上开设有半圆形槽，以容纳所述半面桩。
10.根据权利要求1所述的一种边坡抗滑半面桩桩土相互作用性能测试装置，其特征在于，所述试验台(6)包括台面(61)和支腿(62)，多根所述支腿(62)支撑连接在所述台面(61)的底面四角处；所述台面(61)上开设有滑槽，所述滑槽内滑动连接有两个挡块(63)，两个所述挡块(63)分别卡接在所述加载下箱(3)的两侧壁处以限制所述加载下箱(3)的水平位移。
...【技术特征摘要】
1.一种边坡抗滑半面桩桩土相互作用性能测试装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种边坡抗滑半面桩桩土相互作用性能测试装置，其特征在于，所述加载下箱(3)包括下箱底板(34)、下箱前板(31)、下箱后板(32)和下箱侧板(33)，所述下箱底板(34)固定在所述试验台(6)的顶面；所述下箱前板(31)和下箱后板(32)相对布置，两块所述下箱侧板(33)相对布置，所述下箱前板(31)、下箱后板(32)和下箱侧板(33)固定在所述下箱底板(34)顶面四周组成所述加载下箱(3)的箱体；
3.根据权利要求2所述的一种边坡抗滑半面桩桩土相互作用性能测试装置，其特征在于，所述翼板(35)的侧壁与所述下箱侧板(33)的板面通过螺栓紧固；所述下箱底板(34)与所述下箱后板(32)结合处固定有支座(38)以保证所述加载下箱(3)在所述试验台(6)的稳定。
4.根据权利要求2所述的一种边坡抗滑半面桩桩土相互作用性能测试装置，其特征在于，所述加载上箱(2)包括上箱前板(21)、上箱后板(22)和上箱侧板(23)，所述上箱前板(21)、上箱后板(22)相对布置，两块所述上箱侧板(23)相对布置，所述上箱前板(21)、所述上箱后板(22)和两块所述上箱侧板(23)组成所述加载上箱(2)的箱体；
5.根据权利要求4所述的一种边坡抗滑半面桩桩土相互作用性能测试装置，其特征在于，所述固定机构(4)包括工字梁(46)、支撑板(42)和竖板(41)；所述工字梁(46)的工字型截面垂直所述试验台(6)的顶面并固定，所述工字梁(46)的腹板上开设有多个平行于其长度方向上的长槽(43)；所述支撑板(42)滑动连接在所述长槽(43)上且可通过调节螺栓(44)锁定，所述支撑板(42)的板面与所述工字梁(46)的腹板垂直布置；两块所述竖板(41)对称且间隔的固定在所述支撑板(42)的上板面，两块所述竖板(41)之间形成容纳施荷机构输出端...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛雷，徐丽娜，李佳阳，钱永梅，田伟，汤宇杰，陈亚晴，高宇航，王泳淋，
申请(专利权)人：吉林建筑大学，
类型：发明
国别省市：
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