CN108914998A - 一种加筋土挡土墙破坏机理实验装置及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种加筋土挡土墙破坏机理实验装置及工作方法，包括反力架，所述反力架底部固定有振动机构，所述振动机构上固定有上部敞口的模型箱，用于放置挡土墙模型，所述模型箱的一个侧箱壁由多个结构块搭建而成，所述结构块上穿过有筋带，所述筋带伸入模型箱内部，所述反力架的顶部固定有加载机构，用于向模型箱内部的挡土墙模型施加载荷，所述模型箱底部还连接有水箱，本发明的实验装置结构简单、操作方便，实验周期短，成本低，且针对性强，实验效果好。
Description
技术领域
本发明涉及加筋土挡土墙设计技术领域，具体涉及一种加筋土挡土墙破坏机理实验装置及工作方法。
背景技术
加筋土挡土墙因其施工简易，造价较低，外形美观等诸多优点，被广泛应用于路基加固工程中，但是近年来随着交通荷载日益加重，原有加筋土挡土墙的已满足不了承载能力的要求，并出现各种病害。为保证加筋土挡土墙运营安全，有必要研究不同病害对挡土墙的影响。
工程上对加筋土挡土墙破坏机理的研究一般需要在现场安装传感器，然而由于导致挡土墙破坏的因素的多样性与复杂性，该方法往往出现针对性不强、实验周期长、效果不理想等问题。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种加筋土挡土墙破坏机理实验装置，可以模拟不同的交通载荷和地震载荷下加筋式挡土墙的受力性能，进而对其破坏机理进行研究。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种加筋土挡土墙破坏机理实验装置，包括反力架，所述反力架底部固定有振动机构，所述振动机构上固定有上部敞口的模型箱，用于放置挡土墙模型，所述模型箱的一个侧箱壁由多个结构块搭建而成，所述结构块上穿过有筋带，所述筋带伸入模型箱内部，所述反力架的顶部固定有加载机构，用于向模型箱内部的挡土墙模型施加载荷，所述模型箱底部还连接有水箱。
进一步的，所述结构块为有机玻璃块，所述有机玻璃块上设有开孔，所述开孔中穿过有筋带，所述筋带通过锚固件与有机玻璃块固定连接。
进一步的，所述锚固件位于模型箱的外侧。
进一步的，所述开孔的尺寸大于筋带的截面尺寸，方便筋带在结构块上的安装。
进一步的，所述筋带采用土工带。
进一步的，所述加载机构采用液压千斤顶。
进一步的，所述模型箱底部安装有水阀，所述水阀通过水管连接水箱。
本发明还公开了一种加筋土挡土墙破坏机理实验装置的工作方法，包括以下步骤：
步骤1：将模型箱固定在振动机构上。
步骤2：在模型箱上搭建第一层结构块，根据设计需要穿入筋带，对筋带进行固定，将砂土填入模型箱中，砂土的高度与第一层结构块的高度一致，然后将砂土压实，采用相同的方法逐层搭建结构块及填筑压实砂土层，构成挡土墙模型。
步骤3：加载机构对挡土墙模型顶端施加不同载荷，模拟不同载荷下的交通载荷，振动机构产生振动，模拟不同等级的地震载荷，研究挡土墙模型的破坏机理。
进一步的，所述步骤3中，调节水箱高度，可实现模型箱内砂土的水位高度调节，模拟挡土墙模型内不同的水位条件下，进行实验。
本发明的有益效果：
1.本发明的实验装置，通过加载机构模拟不同等级的交通载荷，通过振动机构模拟不同等级的地震载荷，通过调节水箱的高度，可进行不同水位下模型的实验，对加筋土挡土墙的破坏机理研究针对性强，效果好。
2.本发明的实验装置，结构简单，操作方便，无需现场施工，缩短了实验周期，降低了实验成本。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明模型箱结构示意图；
图3为本发明模型箱与筋带装配示意图；
其中，1.底座，2.支杆，3.顶梁，4.振动台，5.模型箱，5-1.底板，5-2.侧板，5-3.结构块，6.液压千斤顶，7.水阀，8.水管，9.水箱。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
正如背景技术所介绍的，工程上对加筋土挡土墙破坏机理的研究一般需要在现场安装传感器，然而由于导致挡土墙破坏的因素的多样性与复杂性，该方法往往出现针对性不强、实验周期长、效果不理想等问题，针对上述问题，本申请提出了一种加筋土挡土墙破坏机理实验装置。
本申请的一种典型实施方式中，如图1-3所示，一种加筋土挡土墙破坏机理实验装置，包括反力架，所述反力架底部固定有振动机构，所述振动机构上固定有上部敞口的模型箱，用于放置挡土墙模型，所述模型箱的一个侧箱壁由多个结构块搭建而成，所述结构块上穿过有筋带，所述筋带伸入模型箱内部，所述架体的顶端固定有反力架，所述反力架的顶部固定有加载机构，用于向模型箱内部的挡土墙模型施加载荷，所述模型箱还与水箱连通。
所述反力架包括底座1，所述底座上固定有支杆2，所述支杆的顶端固定有顶梁3，所述底座上固定有振动机构，所述振动机构采用振动台4，所述振动台上固定有模型箱5。
所述模型箱为上部敞口的箱体结构，所述箱体结构的容积为1m×1m×1m，所述模型箱包括底板5-1及固定于底板三个边缘处的侧板5-2，所述底板的翼缘上设有开口，通过翼缘上的开口和螺栓将模型箱固定于振动台上，三个侧板通过螺纹钢筋和螺栓进行固定和支撑，所述模型箱未设侧板的侧面搭建有多个矩形的结构块5-3，多个结构块搭建构成模型箱的一个侧箱壁，所述结构块采用有机玻璃块，所述有机玻璃块的中部设有开孔，所述有机玻璃块的尺寸为20cm×20cm，开孔的尺寸为40mm×15mm，所述有机玻璃块的开孔中根据需要穿过有筋带10，所述筋带伸入模型箱内部，使用时，可根据设计需要调整插入筋带的位置及筋带的数量，也可根据设计需要调整筋带伸入模型箱内部的长度，所述筋带通过锚固件11固定于结构块上，所述锚固件位于模型箱的外部，所述筋带采用CPE3020土工带，带宽30mm，厚2mm，容许拉应力110MPa，土工带截面尺寸小于开孔尺寸，方便筋带的安装。
所述加载机构采用液压千斤顶6，所述液压千斤顶固定于反力架的顶梁底面上，可对模型箱内部的模型施加压力载荷。
所述模型箱其中一个侧板的底部位置安装有水阀7，所述水阀通过水管8与水箱9连通，水箱内的水可流入模型箱内，利用连通器原理，模型箱内水位与水箱内水位保持一致。
本发明还公开了一种加筋土挡土墙破坏机理实验装置的工作方法，包括以下步骤：
步骤1：将模型箱通过螺栓固定在振动台上。
步骤2：在模型箱上搭建第一层有机玻璃块，根据设计需要穿入设计数量及设计位置的筋带，调整筋带伸入模型箱内的长度，利用锚固件对筋带进行固定，将砂土填入模型箱中，砂土的高度与第一层有机玻璃块的高度一致，然后将砂土压实，采用相同的方法逐层搭建有机玻璃块及填筑压实砂土层，构成挡土墙模型。
步骤3：液压千斤顶对挡土墙模型顶端施加不同载荷压力，模拟不同载荷下的交通载荷，振动机构产生不同级别的振动，模拟不同等级的地震载荷，研究挡土墙模型的破坏机理。
所述步骤3中，调节水箱高度，可实现模型箱内砂土的水位高度调节。可模拟加筋土挡土墙模型内不同的水位，从而在不同水位条件下进行加载实验。
本发明的实验装置可实现模拟不同交通载荷及地震载荷下，研究加筋土挡土墙的破坏机理，而且可以在模型没不同水位的条件下进行实验，针对性强，无需现场施工，实验周期短，而且实验装置结构简单，操作方便，降低了实验成本。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (9)
1.一种加筋土挡土墙破坏机理实验装置，其特征在于，包括反力架，所述反力架底部固定有振动机构，所述振动机构上固定有上部敞口的模型箱，用于放置挡土墙模型，所述模型箱的一个侧箱壁由多个结构块搭建而成，所述结构块上穿过有筋带，所述筋带伸入模型箱内部，所述反力架的顶部固定有加载机构，用于向模型箱内部的挡土墙模型施加载荷，所述模型箱底部还连接有水箱。
2.如权利要求1所述的一种加筋土挡土墙破坏机理实验装置，其特征在于，所述结构块为有机玻璃块，所述有机玻璃块上设有开孔，所述开孔中穿过有筋带，所述筋带通过锚固件与有机玻璃块固定连接。
3.如权利要求2所述的一种加筋土挡土墙破坏机理实验装置，其特征在于，所述锚固件位于模型箱的外侧。
4.如权利要求2所述的一种加筋土挡土墙破坏机理实验装置，其特征在于，所述开孔的尺寸大于筋带的截面尺寸，方便筋带在结构块上的安装。
5.如权利要求2所述的一种加筋土挡土墙破坏机理实验装置，其特征在于，所述筋带采用土工带。
6.如权利要求1所述的一种加筋土挡土墙破坏机理实验装置，其特征在于，所述加载机构采用液压千斤顶。
7.如权利要求1所述的一种加筋土挡土墙破坏机理实验装置，其特征在于，所述模型箱底部安装有水阀，所述水阀通过水管连接水箱。
8.一种权利要求7所述的加筋土挡土墙破坏机理实验装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将模型箱固定在振动机构上；
步骤2：在模型箱上搭建第一层结构块，根据设计需要穿入筋带，对筋带进行固定，将砂土填入模型箱中，砂土的高度与第一层结构块的高度一致，然后将砂土压实，采用相同的方法逐层搭建结构块及填筑压实砂土层，构成挡土墙模型；
步骤3：加载机构对挡土墙模型顶端施加不同载荷，模拟不同载荷下的交通载荷，振动机构产生振动，模拟不同等级的地震载荷，研究挡土墙模型的破坏机理。
9.如权利要求8所述的工作方法，其特征在于，所述步骤3中，调节水箱高度，可实现模型箱内砂土的水位高度调节，模拟挡土墙模型内不同的水位条件下，进行实验。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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