CN202000382U - 复合地基模型试验槽 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种复合地基模型试验槽，包括箱体，箱体的前部通过连接件连接有前挡板，前挡板与箱体之间夹有若干层透明板，透明板上沿土层界面和桩体位置设有着色的刻痕。本实用新型的前挡板为可拆卸的带肋板的框架，试验时通过平头螺丝与箱体拼接。在前挡板与箱体之间夹有两层5mm厚的聚碳酸酯塑料板，聚碳酸酯塑料强度高、韧性大，而且透明，不仅能与前挡板一起承担土体压力，而且容易观察试验中复合地基的变形。同时内侧聚碳酸酯塑料板上沿土层界面和桩体位置用刀刻痕，并着色，以便复合地基(含土体和桩体)模型制作。试验过程中可连续观测荷载作用下地基分层沉降的演化过程，跟踪测试加载过程中复合地基各层位的沉降规律。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种土木工程技术，尤其是一种复合地基模型试验槽。
背景技术
复合地基一般指天然地基一部分或全部被人工置换或加强，加强体与原有地基土共同承担外部荷载的人工地基。加强体一般指各种形式的桩体，分散体材料桩、柔性桩和刚性桩。散体材料桩如碎石桩、砂桩等；柔性桩如水泥土搅拌桩等；刚性桩如混凝土桩等。为了研究复合地基的承载特性，人们使用了现场和室内模型试验、数值与理论分析等多种手段，其中模型试验是研究复合地基承载机理的有效方式，但现有文献都没有对路基等柔性荷载作用下复合地基内部土体和桩体分层沉降的分布规律进行深入研究。
发明内容
本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单，使用方便，试验过程中可连续观测荷载作用下地基分层沉降演化过程的复合地基模型试验槽。
为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：
一种复合地基模型试验槽，包括箱体，箱体的前部通过连接件连接有前挡板，前挡板与箱体之间夹有若干层透明板，透明板上沿土层界面和桩体位置设有着色的刻痕。
所述前挡板为带肋板的框架。
所述连接件为平头螺丝。
所述透明板为聚碳酸酯塑料板。
本实用新型的前挡板为可拆卸的带肋板的框架，试验时通过平头螺丝与箱体拼接。在前挡板与箱体之间夹有两层5mm厚的聚碳酸酯塑料板，聚碳酸酯塑料强度高、韧性大，而且透明，不仅能与前挡板一起承担土体压力，而且容易观察试验中复合地基的变形。同时内侧聚碳酸酯塑料板上沿土层界面和桩体位置用刀刻痕，并着色，以便复合地基(含土体和桩体)模型制作。本实用新型因槽壁板是透明的，试验过程中可连续观测荷载作用下地基分层沉降的演化过程，跟踪测试加载过程中复合地基各层位的沉降规律，为人们研究复合地基的承载特性及变形和失稳规律提供了更有效的方法。
附图说明
图1是本实用新型主视图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的左视图；
图4a和图4b分别为本实用新型实施例中桩体设置俯视图和主视图；
其中1.箱体，2.前挡板，3.透明板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1-3所示，一种复合地基模型试验槽，包括箱体1，箱体1的前部通过平头螺丝连接有前挡板2，前挡板2与箱体1之间夹有两层透明板3，透明板3上沿土层界面和桩体位置设有着色的刻痕。所述前挡板2为带肋板的框架。所述透明板3为聚碳酸酯塑料板。
本实用新型的前挡板2为可拆卸的带肋板的框架，试验时通过平头螺丝与箱体1拼接。在前挡板2与箱体之间夹有两层5mm厚的聚碳酸酯塑料板，聚碳酸酯塑料强度高、韧性大，而且透明，不仅能与前挡板2一起承担土体压力，而且容易观察试验中复合地基的变形。同时内侧聚碳酸酯塑料板上沿土层界面和桩体位置用刀刻痕，并着色，以便复合地基(含土体和桩体)模型制作。本实用新型因槽壁板是透明的，试验过程中可连续观测荷载作用下地基分层沉降的演化过程。
本实用新型是基于相似原理来工作的。根据相似原理，在模型材料和原型材料相同的情况下，设模型的缩尺为n，则各模型物理量的比尺如表1所示。
表1模型物理量比尺
模型试验过程如下：
以滨德高速K15+200处粉喷桩复合地基为原型，论述模型试验中本实用新型的使用方法。滨德路试验段现场粉喷桩桩距1.2m，直径0.5m，梅花型布桩，置换率15.7％。现场模型试验中以1∶50的几何缩尺设计模型箱。
(1)桩体制作
模型试验中若严格按1∶50几何缩尺设置桩体，搅拌桩几何尺寸将非常小，50cm的直径将变为1cm，模型制作将变得非常困难。为此在保证置换率不变和复合地基整体承载性能变化不大的情况下，将桩数目减少，桩径增大：
(a)滨德路试验段现场粉喷桩桩距1.2m，直径0.5m，梅花型布桩，置换率15.7％，地基加固区实际宽度(半幅路)：L＝14.00+12.96＝26.96m。
模型试验中，几何缩尺为：n＝50
模型试验中模型宽：0.05m；模型长：26.94×n＝0.54m。
模型中桩总面积：0.05×0.54×0.157＝0.004236m2。
模型试验中桩直径取0.022m，则模型中桩的根数：
(b)模型试验中加固区面积代表现场地基实际面积：0.05n×26.96＝67.375m2。
该加固区内实际桩的面积：67.357×15.7％＝10.578m2。
实际地基中桩的根数：
(c)因为所以模型试验中将4.5根桩合成了一根桩。
模型中共含有12根整桩，其中长桩和短桩的根数相等，均为六根。取图4a所示的基本分析单元，将12根桩分成24根半桩。桩长不变，按比尺缩放，如图4b所示。
制桩时，首先测定土的含水率，将含水率调至与现场相同，为30.4％，并在密封状态下养护一昼夜。然后根据灰土比掺加一定量的水泥，搅拌均匀后将水泥土放入成桩模具中，进行密实处理后脱模，在常温下养护12小时，待其具有一定强度后放入模型箱桩孔内。
(2)复合地基模型制作
将土的含水率调至20％，在密封状态下养护一昼夜后，按一定的压实标准将土分层填入模型箱内，每层2cm，层与层之间打毛处理。模型地基填筑完毕后，用成桩模具在既定桩位处成孔，然后将养护好的水泥土模型桩放入桩孔内。将模型常温密封养护7天后，拆开模型箱用棉线和石灰粉标记地基模型各层的初始位置。标记完毕后用游标卡尺测出各层白线的位置，然后将模型箱重新装配，这样复合地基模型就制作完毕。
(3)加载
用压力机分级加载来模拟上覆荷载。
(4)沉降测试
试验过程中用百分表测试地表沉降，用游标卡尺跟踪监测地基分层沉降。
Claims (4)
1.一种复合地基模型试验槽，其特征在于：包括箱体，箱体的前部通过连接件连接有前挡板，前挡板与箱体之间夹有若干层透明板，透明板上沿土层界面和桩体位置设有着色的刻痕。
2.根据权利要求1所述的复合地基模型试验槽，其特征在于：所述前挡板为带肋板的框架。
3.根据权利要求1所述的复合地基模型试验槽，其特征在于：所述连接件为平头螺丝。
4.根据权利要求1所述的复合地基模型试验槽，其特征在于：所述透明板为聚碳酸酯塑料板。
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