CN211113563U - 一种测量偏压荷载作用下竖向土压力分布的试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种测量偏压荷载作用下竖向土压力分布的试验装置，所述的试验装置包括模型箱和竖向受荷体；所述竖向受荷体内部空间由n‑1个等厚度分隔板均匀隔开成n个隔室构成，每个隔室均设有与隔室相匹配的可在所述的隔室内沿着内壁上下滑动的活塞；所述的分隔板与所述的竖向受荷体内壁紧密连接，每个隔室的底部均设有相同的孔洞；所述的模型箱底部对应所述竖向受荷体孔洞位置设有与所述孔洞相匹配的通孔；所述的孔洞外接透明状带有刻度的出水管，所述的出水管与所述的竖向受荷体连通构成U型连通器。本实用新型可测得任意地质条件下构筑物受到的土压力值以及所产生相应的沉降量，测量精度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种测量偏压荷载作用下竖向土压力分布的试验装置。
背景技术
随着城市建设的发展，地下空间的样式与规模多种多样，周边环境也互不相同，这其中就包括了基坑、盾构隧道一侧存在偏压荷载的情况。隧道修建过程中如何精确测定其竖向土压力，从而有效加固隧道结构，控制好地表沉降。
通常用来测定土压力的土压力盒主要是利用压力传感器制成，使用土压力盒可以测定偏压荷载作用下竖向土压力的分布情况，在测定竖向土压力时，土压力盒水平埋置在待测的挡墙中，但在实际使用过程中，由于受到土体的挤压，土压力盒发生倾斜偏转，使得测量的竖向土压力不准确。
目前测量竖向土压力的试验装置较少，并且受到土体挤压土压力盒位置发生偏移的问题一直难以解决，因此有必要研发一种测量偏压荷载作用下竖向土压力分布的试验装置。
实用新型内容
为克服背景技术中存在的缺陷，本实用新型提供一种测量偏压荷载作用下竖向土压力分布的试验装置。
本实用新型解决上述问题的技术方案是：
一种测量偏压荷载作用下竖向土压力分布的试验装置，包括模型箱和设置在所述模型箱内的竖向受荷体；
所述竖向受荷体四周以及底部均由钢板拼接而成，拼接处经过密封处理，所述竖向受荷体内部空间由n-1个等厚度分隔板均匀隔开成n个隔室构成，n至少为1，每个隔室均设有与隔室相匹配的可在所述的隔室内沿着内壁上下滑动的活塞；所述的分隔板与所述的竖向受荷体内壁紧密连接，每个隔室的底部均设有相同直径的孔洞；所述的模型箱箱体底部对应所述竖向受荷体孔洞位置设有与所述孔洞相匹配的通孔；所述的孔洞外接透明状带有刻度的出水管，所述的出水管与所述的竖向受荷体连通并构成U型连通器，所述的出水管与所述的竖向受荷体密封连接。
进一步，所述的钢板的硬度至少可以在受到周围侧向土压力作用下不会产生变形。
进一步，所述的分隔板与所述的竖向受荷体内壁进行焊缝连接。
进一步，所述的孔洞处设有连接钢管，所述的连接钢管自竖向受荷体底部的孔洞沿着模型箱箱体底部的通孔向外设有延伸段，所述的连接钢管与所述的出水管可拆卸式连接。
再进一步，所述的连接钢管与所述的出水管优选为螺纹连接。
进一步，所述模型箱底部四个角点设有四根脚架，目的是便于承受试验装置的荷载和给出水管预留一定的空间。
进一步，所述分隔板材料采用刚性板材，目的是防止受不同深度处水压力的作用而产生变形。
进一步，所述连接钢管与所述的孔洞密封焊接，目的是防止漏水现象发生。
进一步，所述出水管为ABS材质，表面带有量程，量程的“0”刻度线与竖向受荷体底部持平。
进一步，所述活塞与竖向受荷体内壁接触部分用密封圈包裹。
本实用新型所述的测量偏压荷载作用下竖向土压力分布的试验装置的操作方法具体包括以下步骤：
步骤1，向竖向受荷体内部持续注水，直至充满整个竖向受荷体；
步骤2，盖上活塞，排出多余水分，使活塞底部与水面刚刚接触，顶部恰好处于竖向受荷体顶面位置，并保证每个分隔室对应的出水管内部水头高度相同；
步骤3，向模型箱内部进行分层均匀填土，持续填土至至少使竖向受荷体内的活塞开始逐步下降；
步骤4，伴随着活塞的下降，将竖向受荷体内部的水挤到出水管中，所述的出水管中的水头高度逐渐上升；
步骤5，观察所述出水管的水位变化，在填土停止时刻读出各出水管的初始水位；
步骤6，向土体表面堆加重物，模拟偏压荷载作用下对地铁隧道变形的影响，重物堆载后，读出各出水管的最终水位，计算出不同隔室水位的高度差hi，即可求出偏压荷载作用下竖向受荷体不同隔室顶部受到的土压力γzi＝ρghi，ρ为水的密度，γ为所填土的重度，并且还可求出竖向受荷体顶部土体的沉降量zi＝ρghi/γ，其中i取1～n，结合数据总结出受荷体在不同沉降量下的竖向土压力分布规律。
与现有技术相比，本实用新型有益效果主要表现在：
1、本实用新型提供的测量偏压荷载作用下竖向土压力分布的试验装置及其试验方法，可以测得任意地质条件下构筑物受到的竖向土压力。
2、利用本实用新型所述的装置实施所述的试验方法，可以避免在埋置土压力盒过程中发生的位置偏移，影响测量精度。
3、本实用新型所述的试验装置结构简单，造价低廉，方便好用。
附图说明
图1是本实用新型所述的试验装置的三维图。
图2是本实用新型所述的试验装置的正视图。
图3是本实用新型所述的试验装置的侧视图。
图4是本实用新型所述的试验装置的俯视图。
图5是本实用新型所述的试验装置的加载图
图6是本实用新型所述的模型箱通孔和竖向受荷体孔洞详图。
具体实施方式
参照附图1～6，测量偏压荷载作用下土压力分布的试验装置，其中，1-模型箱，2-脚架，3-通孔，4-竖向受荷体，5-孔洞，6-分隔板，7-出水管，8-活塞，9-连接钢管。
其中n取5。
包括模型箱1和设置在所述模型箱内的竖向受荷体4；
所述竖向受荷体4四周以及底部均由钢板拼接而成，拼接处经过密封处理，所述竖向受荷体内部空间由四块等厚度分隔板6均匀隔开成五个隔室构成，每个隔室均设有与隔室相匹配的可在所述的隔室内沿着内壁上下滑动的活塞8，所述活塞8与竖向受荷体4内壁接触部分用密封圈包裹；所述分隔板6与所述竖向受荷体4内壁焊缝连接，每个隔室的底部均设有直径相等的孔洞5，且每个孔洞均设在隔室底部的中心；所述的模型箱箱体底部对应所述竖向受荷体孔洞位置设有与所述孔洞5相匹配的通孔2；
所述的孔洞5处设有连接钢管9，所述的连接钢管9自竖向受荷体底部的孔洞5沿着模型箱箱体底部的通孔2向外设有延伸段，所述的连接钢管9与所述的出水管7螺纹连接，所述的出水管7通过所述的连接钢管9与所述的竖向受荷体4连通并构成U型连通器，所述的出水管7与所述的竖向受荷体4密封连接；
所述模型箱底部四个角点设有四根脚架3，目的是便于承受试验装置的荷载和给出水管预留一定的空间。
本实用新型所述的测量偏压荷载作用下竖向土压力分布的试验装置的操作方法具体包括以下步骤：
步骤1，向竖向受荷体4内部持续注水，直至充满整个竖向受荷体；
步骤2，盖上活塞8，排出多余水分，使活塞8底部与水面刚刚接触，顶部恰好处于竖向受荷体4顶面位置，并保证每个分隔区域对应的出水管7内部水头高度相同；
步骤3，向模型箱1内部进行分层均匀填土，持续填土至至少使竖向受荷体内的活塞开始逐步下降；
步骤4，如图3所示，伴随着活塞8的下降，将竖向受荷体内部的水挤到出水管7，出水管7中的水头高度逐渐上升；
步骤5，观察出水管7的水位变化，在填土停止时刻读出各出水管的初始水位；
步骤6，如图5所示，向土体表面堆加重物，模拟偏压荷载作用下对地铁隧道变形的影响，重物堆载后，读出各出水管7的最终水位，计算出不同隔室的高度差hi，即可偏压荷载作用下竖向受荷体4不同隔室受到的土压力γzi＝ρghi，ρ为水的密度，γ为所填土的重度，并且还可求出竖向受荷体4不同隔室顶部土体的沉降量zi＝ρghi/γ，其中i取1～n，结合数据总结出竖向受荷体4在不同沉降量下的竖向土压力分布规律。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也包括本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (8)
1.一种测量偏压荷载作用下竖向土压力分布的试验装置，其特征在于：包括模型箱(1)和设置在所述模型箱(1)内的竖向受荷体(4)；
所述竖向受荷体(4)四周以及底部均由钢板拼接而成，拼接处密封处理，所述竖向受荷体(4)内部空间由n-1个等厚度分隔板(6)均匀隔开成n个隔室构成，n至少为1，每个隔室均设有与隔室相匹配的可在所述的隔室内沿着内壁上下滑动的活塞(8)；所述的分隔板(6)与所述的竖向受荷体(4)内壁紧密连接，每个隔室的底部均设有相同直径的孔洞(5)；所述的模型箱(1)箱体底部对应所述竖向受荷体孔洞(5)位置设有与所述孔洞(5)相匹配的通孔(3)；所述的孔洞(5)外接透明状带有刻度的出水管(7)，所述的出水管(7)与所述的竖向受荷体(4)连通并构成U型连通器，所述的出水管(7)与所述的竖向受荷体(4)密封连接。
2.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述的分隔板(6)与所述的竖向受荷体(4)内壁进行焊缝连接。
3.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述的孔洞(5)处设有连接钢管(9)，所述的连接钢管(9)自竖向受荷体(4)底部的孔洞(5)沿着模型箱(1)箱体底部的通孔(3)向外设有延伸段，所述的连接钢管(9)与所述的出水管(7)可拆卸式连接。
4.如权利要求3所述的试验装置，其特征在于：所述的连接钢管(9)与所述的出水管(7)为螺纹连接。
5.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述模型箱(1) 底部四个角点设有四根脚架(2)。
6.如权利要求3所述的试验装置，其特征在于：所述连接钢管(9)与所述的孔洞(5)密封焊接。
7.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述出水管(7)为ABS材质，表面带有量程，量程的“0”刻度线与竖向受荷体(4)底部持平。
8.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述活塞(8)与竖向受荷体(4)内壁接触部分用密封圈包裹。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921191811.9U CN211113563U (zh) | 2019-07-26 | 2019-07-26 | 一种测量偏压荷载作用下竖向土压力分布的试验装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921191811.9U CN211113563U (zh) | 2019-07-26 | 2019-07-26 | 一种测量偏压荷载作用下竖向土压力分布的试验装置 |
Publications (1)
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| CN211113563U true CN211113563U (zh) | 2020-07-28 |
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ID=71699580
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN211113563U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110485395A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-11-22 | 浙江工业大学 | 一种测量偏压荷载作用下竖向土压力分布的试验装置及其试验方法 |
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2019
- 2019-07-26 CN CN201921191811.9U patent/CN211113563U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110485395A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-11-22 | 浙江工业大学 | 一种测量偏压荷载作用下竖向土压力分布的试验装置及其试验方法 |
| CN110485395B (zh) * | 2019-07-26 | 2024-03-26 | 浙江工业大学 | 一种测量偏压荷载作用下竖向土压力分布的试验装置及其试验方法 |
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