CN211292891U - 一种不同挡墙变位模式下淤泥质土应力分布试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种不同挡墙变位模式下淤泥质土应力分布试验装置，包括刚性模型槽和杠杆式加载机构，于刚性模型槽内安装有刚性隔断挡墙，于刚性模型槽的一侧安装有反力架，于刚性模型槽远离反力架的一侧侧壁与刚性隔断挡墙之间的空间内填充有试验土样，杠杆式加载机构具有竖直加载于试验土样顶端的刚性加载盘，于刚性隔断挡墙与试验土样接触的一侧沿其高度方向间隔嵌设有若干横向压力传感器，于试验土样内沿其高度方向间隔埋设有若干竖向压力传感器，各横向压力传感器和各竖向压力传感器均与采集仪连接。本实用新型操作方便、准确可靠地测定不同挡墙变位模式下淤泥质土的应力分布及土压力系数k，适用于淤泥质土应力分布的模拟。

Description

一种不同挡墙变位模式下淤泥质土应力分布试验装置

技术领域

本实用新型属于室内土工试验技术领域，具体地说，涉及一种不同挡墙变位模式下淤泥质土应力分布试验装置。

背景技术

淤泥质土一般具有高含水率、高孔隙比、高压缩性、低渗透性、低强度等特点。由于它具有异于普通土的物理特性和工程性质，淤泥质土地区工程活动的复杂性和高难度长期以来困扰工作人员。工程建设时，除按一般地基设计原则和方法进行外，尚需根据地基变形大、强度低、变形稳定历时长等特点，及建筑结构的具体条件，采取相应的建筑结构和地基处理措施，但各种因淤泥质土复杂性质考虑不周、施工不当引起的工程事故屡见不鲜，严重危害着人民群众的生命财产安全，制约着地方经济发展。

目前，在富含淤泥质土大型或特大城市进行的深基坑施工，到了一个全新的阶段：由于此类城市人口密度高、交通压力大，需大力拓宽地下空间、发展公共交通。另一方面，过去三十年的高速基础设施建设，使这类城市管廊、道路、房屋建筑密布，不可能允许大规模的地下降水，由此限制了传统的排水固结等处理淤泥质土的方法；同时建筑布置的密集程度及对文物古迹的保护工作又对基坑开挖对周边建筑物沉降量的影响提出了更高的要求。因此，研究淤泥质土应力分布及土压力的传递规律，对控制基坑开挖对周围建筑的沉降影响量、保障基坑设计和施工的安全经济，具有重要实际意义。

实用新型内容

本实用新型提供一种操作方便、准确可靠的淤泥质土应力分布测定试验装置，以测定不同挡墙变位模式下淤泥质土的应力分布及土压力系数k。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种不同挡墙变位模式下淤泥质土应力分布试验装置，包括放置于试验台上的刚性模型槽和杠杆式加载机构，于所述刚性模型槽内安装有刚性隔断挡墙，于所述刚性模型槽的一侧安装有顶接并支撑所述刚性隔断挡墙的反力架，于刚性模型槽远离反力架的一侧侧壁与刚性隔断挡墙之间的空间内填充有试验土样，所述杠杆式加载机构具有竖直加载于所述试验土样顶端的刚性加载盘，于所述刚性隔断挡墙与试验土样接触的一侧沿其高度方向间隔嵌设有若干横向压力传感器，于试验土样内沿其高度方向间隔埋设有若干竖向压力传感器，各所述横向压力传感器和各竖向压力传感器均与设于刚性模型槽外的采集仪连接。

进一步的，所述反力架包括固定安装于试验台上的架体，于架体上螺纹连接有若干沿竖向间隔设置并顶接于所述刚性隔断挡墙侧面上的横向支撑杆。

进一步的，各所述横向支撑杆沿水平方向延伸，且于横向支撑杆远离所述刚性隔断挡墙的一端构造有支撑调节旋钮。

进一步的，所述杠杆式加载机构包括固定安装于试验台上的竖向伸缩杆，于所述竖向伸缩杆的上部铰接有悬杆，于悬杆远离竖向伸缩杆的一端铰接有配重杆，所述配重杆可拆卸连接有若干砝码，于悬杆的中部铰接有加载伸缩杆，所述加载伸缩杆远离悬杆的一端与所述刚性加载盘固连。

进一步的，于所述刚性隔断挡墙的下端与刚性模型槽底壁之间垫设有橡胶垫条。

进一步的，于所述橡胶垫条的上端面上形成有横截面为圆弧状的条形凹槽，所述刚性隔断挡墙的下端端部具有与所述条形凹槽相适配的圆弧状凸起。

进一步的，所述试验土样包括自下而上依次填充的淤泥质土层、防水层及硬壳层，所述刚性加载盘顶压于所述硬壳层上，各所述竖向压力传感器预埋于所述淤泥质土层内，各所述横向压力传感器设于所述淤泥质土层的一侧。

本实用新型由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：试验进行过程中，可以通过调节反力架，使被反力架支撑的刚性隔断挡墙发生倾斜，模拟不同挡墙变位模式，进而实现不同挡墙变位模式下淤泥质土应力分布的测定，并合理考虑了边界效应，为分析不同挡墙变位模式下淤泥质土应力分布及淤泥质土土压力系数提供了必要数据，且本实用新型操作简单、方便，可准确可靠地测量淤泥质土应力的分布及土压力系数k。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例刚性隔断挡墙与橡胶垫条装配的局部结构剖视图；

图3为本实用新型实施例刚性隔断挡墙的不同变位模式。

标注部件：1-刚性模型槽，2-刚性隔断挡墙，3-橡胶垫条，4-硬壳层，5-防水层，6-淤泥质土层，7-竖向压力传感器，8-横向压力传感器，9-架体，10-横向支撑杆，11-支撑调节旋钮，12-竖向伸缩杆，13-悬杆，14-配重杆，15-加载伸缩杆，16-刚性加载盘，17-砝码，18-加载伸缩调节旋钮，19-竖向伸缩调节旋钮。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例 一种不同挡墙变位模式下淤泥质土应力分布试验装置

本实施例公开了一种不同挡墙变位模式下淤泥质土应力分布试验装置，如图1所示，包括刚性模型槽1、杠杆式加载机构、刚性隔断挡墙2及反力架，其中，刚性模型槽1、杠杆式加载机构及反力架均固定安装在试验台上，模型槽采用厚度3cm的刚性板，长宽高尺寸为100cm、80cm、80cm，刚性隔断挡墙2插入刚性模型槽1内并将其隔断，反力架安装在刚性模型槽1的一侧，反力架顶接并支撑刚性隔断挡墙2；通过调节反力架来实现刚性隔断挡墙2倾斜角度的变化，进而实现模拟不同挡墙变位模式下淤泥质土应力的分布，如图3所示，刚性隔断挡墙2达成三种不同的变位模式分别为：A、刚性挡墙2的平移（T模式），B、刚性挡墙2绕墙趾转动（RB模式），C、刚性挡墙2绕墙顶转动（RT模式）。在刚性模型槽1远离反力架的一侧侧壁与刚性隔断挡墙2之间的空间内填充有试验土样，杠杆式加载机构具有竖直加载于试验土样顶端的刚性加载盘16。

本实施例试验土样包括自下而上依次填充的淤泥质土层6、防水层5及硬壳层4，上述刚性加载盘16顶压于硬壳层4上，在刚性隔断挡墙2与试验土样接触的一侧沿其高度方向间隔嵌设有多个横向压力传感器8，在试验土样内沿其高度方向间隔埋设有多个竖向压力传感器7，各个竖向压力传感器7均预埋在淤泥质土层6内，各个横向压力传感器8均设置在淤泥质土层6的一侧，且各个横向压力传感器8和各个竖向压力传感器7均与设置在刚性模型槽1外的采集仪电连接，该采集仪为美国坎贝尔公司生产的应变式采集仪，型号为CR-6，采集频率最高可达200kHz，通过改变刚性加载盘16对硬壳层4施加的加载力，可实时采集在加载过程中各处的竖向附加应力、横向土压力，进而测量淤泥质土应力的分布及土压力系数k。

作为本实施例反力架具体的结构为，如图1所示，反力架包括固定安装在试验台上的架体9，在架体9上螺纹连接有多个沿竖向间隔设置的横向支撑杆10，这些横向支撑杆10均贯穿刚性模型槽1相对应侧的侧壁并顶接在刚性隔断挡墙2侧面上，其中，每个横向支撑杆10沿水平方向延伸，且在横向支撑杆10远离刚性隔断挡墙2的一端构造有支撑调节旋钮11，通过旋转支撑调节旋钮11，来调节横向支撑杆10从架体9至刚性隔断挡墙2的长度，从而使刚性隔断挡墙2达到上述三种不同的变位模式。

作为本实施例杠杆式加载机构具体的结构为，如图1所示，杠杆式加载机构包括固定安装在试验台上的竖向伸缩杆12，在竖向伸缩杆12的上部铰接有悬杆13，在悬杆13远离竖向伸缩杆12的一端铰接有配重杆14，该配重杆14可拆卸连接有多个砝码17，其结构与地秤相似，在悬杆13的中部铰接有加载伸缩杆15，加载伸缩杆15远离悬杆13的一端与刚性加载盘16固定连接。其中，竖向伸缩杆12和加载伸缩杆15的结构相似，都是一个套管上套装有升降杆，在套管上部与升降杆插接处安装有调节旋钮，且在竖向伸缩杆12上安装的为竖向伸缩调节旋钮19，在加载伸缩杆15上安装的为加载伸缩调节旋钮18。通过调节竖向伸缩杆12和加载伸缩杆15的长度，可以在一定范围内调节高度，保证刚性加载盘16将力垂直加载到硬壳层4上，防止出现加载偏心的情况，通过砝码17的质量和刚性加载盘16的面积，进行应力的换算，进而做到精准施加。

本实施例为了防止出现渗漏的情况，在刚性隔断挡墙2的下端与刚性模型槽1底壁之间垫设有橡胶垫条3，用以保证刚性隔断挡墙2与刚性模型槽1底部可靠接触。且为了确保刚性隔断挡墙2位置转动变化下，保持与橡胶垫条3良好的接触密封，如图2所示，在橡胶垫条3的上端面上形成有横截面为圆弧状的条形凹槽，刚性隔断挡墙2的下端端部具有与该条形凹槽相适配的圆弧状凸起。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型权利要求保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种不同挡墙变位模式下淤泥质土应力分布试验装置，包括放置于试验台上的刚性模型槽和杠杆式加载机构，其特征在于：于所述刚性模型槽内安装有刚性隔断挡墙，于所述刚性模型槽的一侧安装有顶接并支撑所述刚性隔断挡墙的反力架，于刚性模型槽远离反力架的一侧侧壁与刚性隔断挡墙之间的空间内填充有试验土样，所述杠杆式加载机构具有竖直加载于所述试验土样顶端的刚性加载盘，于所述刚性隔断挡墙与试验土样接触的一侧沿其高度方向间隔嵌设有若干横向压力传感器，于试验土样内沿其高度方向间隔埋设有若干竖向压力传感器，各所述横向压力传感器和各竖向压力传感器均与设于刚性模型槽外的采集仪连接。

2.根据权利要求1所述的一种不同挡墙变位模式下淤泥质土应力分布试验装置，其特征在于：所述反力架包括固定安装于试验台上的架体，于架体上螺纹连接有若干沿竖向间隔设置并顶接于所述刚性隔断挡墙侧面上的横向支撑杆。

3.根据权利要求2所述的一种不同挡墙变位模式下淤泥质土应力分布试验装置，其特征在于：各所述横向支撑杆沿水平方向延伸，且于横向支撑杆远离所述刚性隔断挡墙的一端构造有支撑调节旋钮。

4.根据权利要求1所述的一种不同挡墙变位模式下淤泥质土应力分布试验装置，其特征在于：所述杠杆式加载机构包括固定安装于试验台上的竖向伸缩杆，于所述竖向伸缩杆的上部铰接有悬杆，于悬杆远离竖向伸缩杆的一端铰接有配重杆，所述配重杆可拆卸连接有若干砝码，于悬杆的中部铰接有加载伸缩杆，所述加载伸缩杆远离悬杆的一端与所述刚性加载盘固连。

5.根据权利要求1所述的一种不同挡墙变位模式下淤泥质土应力分布试验装置，其特征在于：于所述刚性隔断挡墙的下端与刚性模型槽底壁之间垫设有橡胶垫条。

6.根据权利要求5所述的一种不同挡墙变位模式下淤泥质土应力分布试验装置，其特征在于：于所述橡胶垫条的上端面上形成有横截面为圆弧状的条形凹槽，所述刚性隔断挡墙的下端端部具有与所述条形凹槽相适配的圆弧状凸起。

7.根据权利要求1所述的一种不同挡墙变位模式下淤泥质土应力分布试验装置，其特征在于：所述试验土样包括自下而上依次填充的淤泥质土层、防水层及硬壳层，所述刚性加载盘顶压于所述硬壳层上，各所述竖向压力传感器预埋于所述淤泥质土层内，各所述横向压力传感器设于所述淤泥质土层的一侧。

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