CN110258669A - 一种地基承载力试验装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及地基检测设备领域，具体涉及一种地基承载力试验装置及其使用方法。本发明一种地基承载力试验装置及其使用方法，包括立方体框架，所述立方体框架的底部密封安装有底板，所述立方体框架的前壁设有观测版，所述立方体框架的后壁设有挡板，所述立方体框架的左右壁滑动连接有两块施力面板，所述施力面板上设有千斤顶，所述千斤顶推动施力面板运动。本发明提供了一种结构简单的、可重复利用的、适用多种工况的并能观测地基土体变形过程的地基承载力试验装置及其使用方法。
Description
技术领域
本发明涉及地基检测设备领域，具体涉及一种地基承载力试验装置及其使用方法。
背景技术
地基承载力是地基土单位面积上随荷载增加所发挥的承载潜力，常用单位KPa,是评价地基稳定性的综合性用词。在荷载作用下，地基要产生变形。随着荷载的增大，地基变形逐渐增大，初始阶段地基土中应力处在弹性平衡状态，具有安全承载能力。当荷载增大到地基中开始出现某点或小区域内各点在其某一方向平面上的剪应力达到土的抗剪强度时，该点或小区域内各点就发生剪切破坏而处在极限平衡状态，土中应力将发生重分布。这种小范围的剪切破坏区，称为塑性区。地基小范围的极限平衡状态大都可以恢复到弹性平衡状态，地基尚能趋于稳定，仍具有安全的承载能力。但此时地基变形稍大，必须验算变形的计算值不允许超过允许值。当荷载继续增大，地基出现较大范围的塑性区时，将显示地基承载力不足而失去稳定。此时地基达到极限承载力。
现有的地基承载力试验装置结构较为复杂，装置只能针对特定的几种工况进行试验，不能实现多工况的重复利用，费时费工。于此同时，现有的地基承载力试验装置只能对土体表面的变形即行观测，无法对地基受荷后土体的内部的变形情况进行观测。
发明内容
本发明希望提供一种结构简单的地基承载力试验装置及其使用方法，具体方案如下：
一种地基承载力试验装置，包括立方体框架，所述立方体框架的底部密封安装有底板，所述立方体框架的前壁设有观测版，所述立方体框架的后壁设有挡板，所述立方体框架的左右壁滑动连接有两块施力面板，所述施力面板上设有千斤顶，所述千斤顶推动施力面板运动。本发明通过施力面板的设置能够满足水平方向上的测试需要。
所述观测版为钢化玻璃观测版，且钢化玻璃上划有十字交叉的栅格。能够方便观测立方体框架内边坡的情况。
所述栅格之间的间距为5CM。
所述施力面板上设有千斤顶垫板。能够起到缓冲作用，减少千斤顶对于施力面板的损伤。
所述施力面板上设有滑块，所述立方体框架上设有滑槽，所述滑块和滑槽对应设置。机立方体框架与施力面板滑动连接。
所述施力面板上设有沥水孔，所述沥水孔上设有密封垫圈。用于排水。
所述立方体框架上方设有承压板，所述承压板上设有千斤顶。使得本发明不知能满足水平方向的测试，还能完成垂直方向上的测试。
所述施力面板的两侧与立方体框架存在缝隙。缝隙的设计，能够满足本发明应用于黏土测试时，黏土中的水分能够从缝隙中排出。
本发明一种地基承载力装置的使用方法，包括以下步骤：
（1）准备试验装置，并铺设待试验地基:
a、准备地基土；
b、从试验装置底面开始，每5cm铺设一层地基土，每层地基土中间铺设一层黑砂，黑砂层的水平高度与观测板上栅格的每根水平线的水平高度相对应，经计算后每层加入相同质量的土料，整平后用工具夯至达到目标相对密度；
c、用工具削去土壤顶面多余地基土以达到相应坡度，使得地基土顶面形成边坡；
（2）千斤顶施加压力:
施加水平方向压力：在试验装置左右两侧的施力面板上安装千斤顶，千斤顶从两侧同时向施力面板施加水平力，试验装置左右两侧的施力面板受力后朝向中间移动，施加的每一级荷载为千斤顶油压表读数的-4,格(-4,格约为1．66KN)，每级荷载达到相对稳定后加下一级荷载，直至地基达到破坏阶段，终止加载，其对应的前一级荷载定为极限荷载，记录对应数据；
或/和
施加垂直方向的压力：在试验装置上方安装千斤顶，在边坡的坡顶上放置承压板，承压板靠近坡面，千斤顶通过承压板向地基施加垂直向下的压力，施加的每一级荷载为千斤顶油压表读数的-4,格(-4,格约为1．66KN)，每级荷载达到相对稳定后加下一级荷载，直至地基达到破坏阶段，终止加载，其对应的前一级荷载定为极限荷载，记录对应数据。
所述地基达到破坏阶段具体为如下情况中的任意一种：（1）承压板周围土体出现隆起，或明显破坏性裂缝，或明显的侧向挤出；（2）某级荷载的沉降量急剧增大，荷载～沉降曲线出现陡降段；（3）在某级荷载下，2小时沉降速率不能达到稳定标准。
所述地基土由质量比如下的组分构成：重晶石粉43.6%、石灰粉43.6%、无水石膏4.3%、甘油4.3%和水4.2%。
铺设时，在观测板上栅格的十字交点处埋设白色粉笔头作为标志物，以便观察土体的变形和破坏面，铺设时，还可以在试验装置中放置土中应力盒；
所述边坡中埋设位移计、应变计以及土压力计。
附图说明
图1 本发明一种地基承载力试验装置的结构示意图；
图2本发明一种地基承载力试验装置中立方体框架的结构示意图；
其中标号：1.立方体框架；2.底板；3.观测版；4.挡板；5.施力面板；51.千斤顶垫板。
具体实施方式
一种地基承载力试验装置，包括立方体框架1，立方体框架1的底部密封安装有底板2，立方体框架1的前壁设有观测版3，立方体框架1的后壁设有挡板4，立方体框架1的左右壁滑动连接有两块施力面板5，施力面板5上设有千斤顶，千斤顶推动施力面板5运动。本发明通过施力面板5的设置能够满足水平方向上的测试需要。
观测版3为钢化玻璃观测版3，且钢化玻璃上划有十字交叉的栅格。能够方便观测立方体框架1内边坡的情况。
栅格之间的间距为5CM。
施力面板5上设有千斤顶垫板51。能够起到缓冲作用，减少千斤顶对于施力面板5的损伤。
施力面板5上设有滑块，立方体框架1上设有滑槽，滑块和滑槽对应设置。机立方体框架1与施力面板5滑动连接。
施力面板5上设有沥水孔，沥水孔上设有密封垫圈。
立方体框架1上方设有承压板，承压板上设有千斤顶。使得本发明不知能满足水平方向的测试，还能完成垂直方向上的测试。
施力面板5的两侧与立方体框架1存在缝隙。缝隙的设计，能够满足本发明应用于黏土测试时，黏土中的水分能够从缝隙中排出。
本发明一种地基承载力装置的使用方法，包括以下步骤：
（1）准备试验装置，并铺设待试验地基:
a、准备地基土；
b、从试验装置底面开始，每5cm铺设一层地基土，每层地基土中间铺设一层黑砂，黑砂层的水平高度与观测板3上栅格的每根水平线的水平高度相对应，经计算后每层加入相同质量的土料，整平后用工具夯至达到目标相对密度；
c、用工具削去土壤顶面多余地基土以达到相应坡度，使得地基土顶面形成边坡；
（2）千斤顶施加压力:
施加水平方向压力：在试验装置左右两侧的施力面板5上安装千斤顶，千斤顶从两侧同时向施力面板5施加水平力，试验装置左右两侧的施力面板受力后朝向中间移动，施加的每一级荷载为千斤顶油压表读数的-4,格(-4,格约为1．66KN)，每级荷载达到相对稳定后加下一级荷载，直至地基达到破坏阶段，终止加载，其对应的前一级荷载定为极限荷载，记录对应数据；
或/和
施加垂直方向的压力：在试验装置上方安装千斤顶，在边坡的坡顶上放置承压板，承压板靠近坡面，千斤顶通过承压板向地基施加垂直向下的压力，施加的每一级荷载为千斤顶油压表读数的-4,格(-4,格约为1．66KN)，每级荷载达到相对稳定后加下一级荷载，直至地基达到破坏阶段，终止加载，其对应的前一级荷载定为极限荷载，记录对应数据。
所述地基达到破坏阶段具体为如下情况中的任意一种：（1）承压板周围土体出现隆起，或明显破坏性裂缝，或明显的侧向挤出；（2）某级荷载的沉降量急剧增大，荷载～沉降曲线出现陡降段；（3）在某级荷载下，2小时沉降速率不能达到稳定标准。
所述地基土由质量比如下的组分构成：重晶石粉43.6%、石灰粉43.6%、无水石膏4.3%、甘油4.3%和水4.2%。
铺设时，在观测板3上栅格的十字交点处埋设白色粉笔头作为标志物，以便观察土体的变形和破坏面，铺设时，还可以在试验装置中放置土中应力盒；
边坡中埋设位移计、应变计以及土压力计。
以上内容是结合本发明创造的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说明，不能认定本发明创造具体实施只局限于上述这些说明，对于本发明创造所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明创造的保护范围。
Claims (10)
1.一种地基承载力试验装置，其特征在于：包括立方体框架，所述立方体框架的底部密封安装有底板，所述立方体框架的前壁设有观测版，所述立方体框架的后壁设有挡板，所述立方体框架的左右壁滑动连接有两块施力面板，所述施力面板上设有千斤顶，所述千斤顶推动施力面板运动。
2.如权利要求1所述的一种地基承载力试验装置，其特征在于：所述观测版为钢化玻璃观测版，且钢化玻璃上划有十字交叉的栅格;所述栅格之间的间距为5CM。
3.如权利要求1所述的一种地基承载力试验装置，其特征在于：所述施力面板上设有千斤顶垫板。
4.如权利要求1所述的一种地基承载力试验装置，其特征在于：所述施力面板上设有滑块，所述立方体框架上设有滑槽，所述滑块和滑槽对应设置。
5.如权利要求1所述的一种地基承载力试验装置，其特征在于：所述施力面板上设有沥水孔，所述沥水孔上设有密封垫圈。
6.如权利要求1所述的一种地基承载力试验装置，其特征在于：所述立方体框架上方设有承压板，所述承压板上设有千斤顶。
7.如权利要求1所述的一种地基承载力试验装置，其特征在于：所述施力面板的两侧与立方体框架存在缝隙。
8.一种如权利要求1所述地基承载力装置的使用方法，包括以下步骤：
（1）准备试验装置，并铺设待试验地基:
a、准备地基土；
b、从试验装置底面开始，每5cm铺设一层地基土，每层地基土中间铺设一层黑砂，黑砂层的水平高度与观测板上栅格的每根水平线的水平高度相对应，经计算后每层加入相同质量的土料，整平后用工具夯至达到目标相对密度；
c、用工具削去土壤顶面多余地基土以达到相应坡度，使得地基土顶面形成边坡；
（2）千斤顶施加压力:
施加水平方向压力：在试验装置左右两侧的施力面板上安装千斤顶，千斤顶从两侧同时向施力面板施加水平力，试验装置左右两侧的施力面板受力后朝向中间移动，施加的每一级荷载为千斤顶油压表读数的-4，格，每级荷载达到相对稳定后加下一级荷载，直至地基达到破坏阶段，终止加载，其对应的前一级荷载定为极限荷载，记录对应数据；
或/和
施加垂直方向的压力：在试验装置上方安装千斤顶，在边坡的坡顶上放置承压板，承压板靠近坡面，千斤顶通过承压板向地基施加垂直向下的压力，施加的每一级荷载为千斤顶油压表读数的-4，格，每级荷载达到相对稳定后加下一级荷载，直至地基达到破坏阶段，终止加载，其对应的前一级荷载定为极限荷载，记录对应数据。
9.如权利要求8所述的一种地基承载力装置的使用方法，其特征在于，所述地基土由干砂或质量比如下的组分构成：重晶石粉43.6%、石灰粉43.6%、无水石膏4.3%、甘油4.3%和水4.2%。
10.如权利要求8所述的一种地基承载力装置的使用方法，其特征在于，所述地基达到破坏阶段具体为如下情况中的任意一种：（1）承压板周围土体出现隆起，或明显破坏性裂缝，或明显的侧向挤出；（2）某级荷载的沉降量急剧增大，荷载～沉降曲线出现陡降段；（3）在某级荷载下，2小时沉降速率不能达到稳定标准。
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