CN203606356U - 模拟土拱效应及加筋土拱作用的试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种模拟土拱效应及加筋土拱作用的试验装置，该装置由试验主箱、支撑部件、活动隔板、活动挡板、固定挡板和旋转盘，所述试验主箱为试验土体容器，同时起到记录试验位移值的作用，所述位移控制系统通过螺纹杆及支撑弹簧，在保证下部顶板能够顺利下滑的同时，有效避免了螺纹杆上作用力过大导致卡死的现象，位移控制值通过螺纹杆螺纹距控制，能够较精确的模拟沉降量，试验主箱及位移控制系统之间有活动挡板系统，用以模拟不同桩及不同桩间距的作用。与现有技术相比，本实用新型具有操作方便，安全可靠，适用性强等优点。

Description

模拟土拱效应及加筋土拱作用的试验装置

技术领域

本实用新型可应用于土木工程领域，具体涉及一种模拟土拱效应及加筋土拱作用的试验装置。

背景技术

土拱效应是土力学中的一个重要现象，其影响着土体的荷载传递和沉降变形性态，最直观表现即为：当一部分土体产生不均匀位移或变形时，其余部分土体仍保持不动。

从土力学基本概念分析可知，土体内存在摩擦角及粘聚力，当一部分土体发生不均匀位移或变形时，发生位移（变形）的土体与不动土体之间产生摩擦力，增加了不动土体的支撑压力，而相应减小了移动土体的支撑压力，达到一种避轻就重，压力转移的效果，展现出土体调动自身抗剪强度以协调变形的状态。

从应力分布角度看，土体（颗粒体系）与流体、均匀相固体的一个重要的不同之处就在于其底面受力情况与其本身体系的应力分布状况有关，而其体系的应力分布又与系统的形成情况有关。系统的形成条件决定了颗粒排列状态及排列的紧密程度，当颗粒体系受纵向压力时,应力易于改向,研究表明其更倾向于横向分布。土拱效应就是这种倾向的一种体现。

相关研究指出，土拱效应存在需要满足以下三个条件：

1)  土体中产生不均匀位移；

2)  土拱拱脚的形成与存在；

3)  土拱具有足够的强度,不致发生破坏。

发明内容

本实用新型的目的就是为了满足以上所述土拱形成要求而提供一种简单易行，安全可靠，形式新颖，实用性强的模拟土拱效应及加筋土拱作用的试验装置。

本实用新型提出的模拟土拱效应及加筋土拱作用的试验装置，包括试验主箱1、支撑部件4、活动隔板5、活动挡板6、固定挡板7和旋转盘10，其中：试验主箱1固定于支撑部件4上方，活动隔板5通过螺栓固定于试验主箱1底部，螺纹杆9一端连接旋转盘10，另一端上方放置有活动挡板6，所述活动挡板6位于活动隔板5下方，固定挡板7位于活动挡板6下方，且固定挡板7通过支撑弹簧8与活动挡板6连接；试验主箱1上设有位移刻度线2。

本实用新型中，所述试验主箱1两侧设有卸土装置3。

本实用新型中，试验主箱1为长方体结构，其正面采用透明挡板。

本实用新型通过调节活动隔板大小及间距模拟桩效应对土拱的影响，活动隔板在试验前用螺栓固定于试验主箱，避免在试验过程中产生滑动。

通过试验主箱盛放试验土体，试验土体各层施加彩色标记砂，使其能够记录土体位移量。

通过位移控制系统控制土拱的成形过程，旋转螺纹杆，使螺纹杆在固定挡板处下降，带动活动挡板的下降，支撑弹簧支撑部分土体重力，同时维持活动挡板平衡，螺纹杆通过旋转自由下降，方便控制活动挡板位移值。

与现有技术相比，本发明具有操作方便，安全可靠，适用性强等优点。

附图说明

图1为本实用新型的整体装置示意图。

图中标号：1、试验主箱；2、位移刻度线；3、卸土装置；4、支撑部件；5、活动隔板；6、活动挡板；7、固定挡板；8、支撑弹簧；9、螺纹杆；10、旋转盘。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1

如图1所示，本装置由试验主箱1、位移刻度线2、卸土装置3、支撑部件4、活动隔板5、活动挡板6、固定挡板7、支撑弹簧8、螺纹杆9和旋转盘10组成，其中：试验主箱1固定于支撑部件4上方，两侧设置卸土装置3，将活动隔板5置于需要位置，并用螺栓固定于试验主箱1底部，根据实际需求，模拟桩效应对土拱的影响。螺纹杆9一端连接旋转盘10，另一端上方放置有活动挡板6，所述活动挡板6位于活动隔板5下方，固定挡板7位于活动挡板6下方，且固定挡板7通过支撑弹簧8与活动挡板6连接；试验主箱1上设有位移刻度线2。将试验土体分层置于试验主箱1内，在分层处分别用较薄的彩色砂标记，以记录土体位移的变化，同时，根据需要，放置相关的加筋材料，如格栅、钢丝、织物等，模拟加筋后土拱作用的变化。旋转旋转盘10，控制螺纹杆9下移，位移量根据螺纹杆9的螺距确定，并由旋转盘10旋转的固定圈数确定活动挡板6位移值，土体跟随活动挡板下降，支撑弹簧8处于压缩状态，平衡活动挡板6上部土体传递的重力，减小螺纹杆上部压力，避免螺纹杆9与固定挡板7产生卡死现象。控制螺纹杆下降量，记录彩色标记砂位移大小。

本实用新型已以较实例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型不限于上述实例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型的范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种模拟土拱效应及加筋土拱作用的试验装置，包括试验主箱(1)、支撑部件(4)、活动隔板(5)、活动挡板(6)、固定挡板(7)和旋转盘(10)，其特征在于：试验主箱(1)固定于支撑部件(4)上方，活动隔板(5)通过螺栓固定于试验主箱(1)底部，螺纹杆(9)一端连接旋转盘(10)，另一端上方放置有活动挡板(6)，所述活动挡板(6)位于活动隔板(5)下方，固定挡板(7)位于活动挡板(6)下方，且固定挡板(7)通过支撑弹簧(8)与活动挡板(6)连接；试验主箱(1)上设有位移刻度线(2)。

2.根据权利要求1所述的模拟土拱效应及加筋土拱作用的试验装置，其特征在于所述试验主箱(1)两侧设有卸土装置(3)。

3.根据权利要求1所述的模拟土拱效应及加筋土拱作用的试验装置，其特征在于试验主箱(1)为长方体结构，其正面采用透明挡板。

Images