CN102628770A - 试验室内用于模拟土压力的加载板 - Google Patents

Abstract

本发明的一种试验室内用于模拟土压力的加载板，由多层上下平行设置的加载梁叠合而成，相邻两层加载梁之间可沿前后方向相对滑动，每相邻两层加载梁之间均设有与加载梁运动方向平行的导向凸块和导向凹槽，每层加载梁分别与不同的加载作动器相连接。本发明的加载板保证了上下两层加载梁只能沿导向凸块与导向凹槽的方向移动，既不会转动，也不会产生偏移，提高模拟试验的精准度。

Description

试验室内用于模拟土压力的加载板

技术领域

本发明涉及一种试验室内对土压力分析模拟技术领域，特别涉及一种试验室内用于模拟土压力的加载板。

背景技术

在土木工程建设的过程中，常常要对土介质中的压力分布进行研究，许多工程上需要解决的问题都与土层中的压力分布有关，例如边坡稳定问题、桩土间相互作用问题以及桩基承载力问题等。但是目前常见的研究手段为通过小比例模型试验来进行研究，但是当模拟的对象存在土介质时，重力成为一个比较难以模拟的物理量，而重力又是导致土体与结构受力变形和破坏的一个基本因素，其固结沉降、对结构的侧向土压力等都是直接由重力产生的。这在小比例的模型试验中很难模拟，这就需要大比例的土介质作为试验对象，并对大比例岩土层施加荷载进行土压力模拟。目前国内关于土压力加载常见的是小比例的模型试验加载土压力，尚未见到对大比例岩土介质进行土压力模拟加载。而在对大比例岩土介质进行土压力模拟加载试验中，加载梁的尺寸较长，而加载梁在工作过程中受到多点加载力的作用后产生运动，很难保证在加载梁运动过程中，各层间保持上下平行，不会出现偏移。因此，需要一种新的加载梁确保在加载运动中保持上下各层间的平行。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种试验室内用于模拟土压力的加载板，其能保证上下各层加载梁间平行移动，不出现偏移，克服现有技术中存在的上述问题。

本发明的一种试验室内用于模拟土压力的加载板，由多层上下平行设置的加载梁叠合而成，相邻两层加载梁之间可沿前后方向相对滑动，每相邻两层加载梁之间均设有与加载梁运动方向平行的导向凸块和导向凹槽，每层加载梁分别与不同的加载作动器相连接。上下两层加载梁通过相互咬合设置的导向凸块和导向凹槽结构，保证了上下两层加载梁只能沿导向凸块方向移动，既不会转动，也不会产生偏移，提高模拟试验的精准度。

本发明所述加载梁与加载作动器的传力杆相连。

本发明所述每层加载梁均与一加强梁、多根加强柱构成加载框架，所述加强柱垂直连接在加载梁和加强梁之间；所述加载梁与加强梁之间还设有一墙体，墙体上设有供所述加强柱滑动穿过的通孔，所述加载梁依次通过加强柱和加强梁与加载作动器相连。

本发明所述每层加载梁上设有多条相互平行的导向凸块和导向凹槽。

通过以上技术方案，本发明一种试验室内用于模拟土压力的加载板，当加载梁受到多点加载力时，沿与多层加载梁纵向垂直的方向运动，由于上下加载梁通过导向凹槽与导向凸块相互咬合，因此即便加载梁受到的多点加载力不相等产生弯矩，上下层加载梁之间的运动也能保持平行，不会发生转动，上下层加载梁相互咬合的结构设计起到了导向作用。

附图说明

图1为本发明单根加载梁的轴视图。

图2为本发明两根加载梁的轴视图。

图3为本发明试验室内用于模拟土压力的加载板第一实施例的轴视图。

图4为本发明试验室内用于模拟土压力的加载板第二实施例的俯视图。

图中：1、加载梁；2、导向凸块；3、导向凹槽；4、混凝土墙；5、加强梁；6、加强柱；7、加载作动器。

具体实施方式

如图1及图2所示，本发明的一种试验室内用于模拟土压力的加载板，由多层上下平行设置的加载梁1叠合而成，相邻两层加载梁1之间可沿前后方向相对滑动，每相邻两层加载梁之间均设有与加载梁运动方向平行的导向凸块2和导向凹槽3，每层加载梁1分别与不同的加载作动器7相连接。本发明的上下两层加载梁通过相互咬合设置的导向凸块和导向凹槽结构，保证了上下两层加载梁只能沿导向凸块方向移动，既不会转动，也不会产生偏移，提高模拟试验的精准度。上述加载梁1上设有多条相互平行导向凸块2和导向凹槽3，更加地保证上下两层加载梁只能沿导向凸块方向作平行运动。

如图3所示，本发明加载梁安装使用的第一实施例，每层加载梁1的顶面上均设置上述导向凸块2，底面上均设置上述导向凹槽3，相邻两层间下层加载梁上的导向凸块2对应插入上层加载梁上的导向凹槽3内。上述加载梁1与多个加载作动器的传力杆71直接相连。当加载梁受到多点加载力时，开始前后运动，在运动中由于上下层加载梁相互咬合，即便加载梁受到的多点加载力不相等，上下层加载梁之间也不会产生转动，始终保持平行运动。

如图4所示，本发明加载梁安装使用的第二实施例，上述加载梁1与一加强梁5、多根加强柱6构成加载框架，加强柱6垂直连接在加载梁1和加强梁5之间；加载梁1与加强梁5之间还设有一墙体4，墙体4上设有供加强柱6滑动穿过的通孔，加载梁1依次通过加强柱6和加强梁5与加载作动器7相连。本实施例采用加载梁、加强梁与加强柱构成加载框架，这种框架结构提高了模拟试验中加载端的刚度，更加保证加载梁受到平衡的加载力，保证上下层加载梁间平行运动。

上述加载框架沿墙体4竖直方向多层平行排列，每层加载框架在加载作动器7的驱动下可对试验坑内的土介质实时加载力，并所有加载梁1组成一个对土介质施加荷载的土压力加载面。由于土层受到的压力若大于其破坏时的被动土压力，该土层就会产生破坏，因此试验室内模拟的土层的压力大小，不会超过其破坏时的被动土压力。因此加载作动器7的最大加载能力可根据每层土层破坏时的被动土压力计算。土层破坏时的被动土压力大小根据朗肯被动土压力公式计算(如下所示)。

郎肯被动土压力公式：

$p_P={\mathrm{\γZK}}_P+2c\sqrt{K_P}$

其中：Z为土层深度，γ为土重度，c为土的粘聚力，

为土的内摩擦角。

根据上式算出加载作动器的最大加载力，本发明的加载作动器7驱动加强梁5运动，加强梁5再通过加强柱6驱动加载梁2运动，加强梁5可以平衡各加载作动器的加载力，使加载梁受力平衡，并且框架结构也提高了整个加载端的刚度。

以上对本发明实施例所提供的一种试验室内用于模拟土压力的加载板进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有所改变，因此本说明书内容仅用来于对本发明实施例进行说明，不应理解为对本发明的限制，凡依本发明设计思想所做的任何改变都在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种试验室内用于模拟土压力的加载板，由多层上下平行设置的加载梁(1)叠合而成，相邻两层加载梁之间可沿前后方向相对滑动，其特征在于，每相邻两层加载梁(1)之间均设有与加载梁运动方向平行的导向凸块(2)和导向凹槽，每层加载梁(1)分别与不同的加载作动器(7)相连接。

2.根据权利要求1所述的加载板，其特征在于，所述加载梁(1)与加载作动器(7)的传力杆(71)相连。

3.根据权利要求1所述的加载板，其特征在于，所述每层加载梁(1)均与一加强梁(5)、多根加强柱(6)构成加载框架，所述加强柱垂直连接在加载梁(1)和加强梁(5)之间；所述加载梁(1)与加强梁(5)之间还设有一墙体(4)，墙体(4)上设有供所述加强柱(6)滑动穿过的通孔，所述加载梁(1)依次通过加强柱(6)和加强梁(5)与加载作动器(7)相连。

4.根据权利要求1所述的加载板，其特征在于，所述每层加载梁(1)上设有多条相互平行的导向凸块(2)和导向凹槽(3)。

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