CN212001314U - 一种测试膨胀地基中桩-土相互作用机理的实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种测试膨胀地基中桩‑土相互作用机理的实验装置，包括模型箱、桩基、土层和测试组件，土层填筑在模型箱内部，土层包括压实膨胀土层，桩基埋设在压实膨胀土层中，桩基数量为至少两个，测试组件位于模型箱内，测试组件包括测量组件、加载组件和应力传感器。不同桩长的桩基用来试验桩长对桩基抬升的影响，测量组件用来测试桩基和土层的抬升位移情况，加载组件用来给桩基施加稳定荷载，应力传感器用来测试膨胀土湿化过程中的应力分布，上述试验装置能够在同一种湿化实验环境下，监测不同桩长的桩基的抬升位移情况以及膨胀土地基的变形情况，避免了对比实验组的环境影响对实验结果造成干扰，确保实验结果的准确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及地基实验装置领域，特别是一种测试膨胀地基中桩-土相互作用机理的实验装置。
背景技术
目前国内针对膨胀性地基中桩-土相互作用的研究主要依据室内模拟试验，采用的多是在桩上贴应变片的形式通过测试桩的轴力反算出桩侧摩阻力的变化。
但是由于使用桩基的弹性模量与桩周土体的差异，以及降雨渗透湿化过程中，水分对应变片的影响，通常使得测试误差较大。另外，前人所做的桩长对桩基抬升量的影响试验采用多次重复试验，渗透过程的差异也会造成试验结果的误差。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术存在的实验结果误差较大的问题，提供一种测试膨胀地基中桩-土相互作用机理的实验装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种测试膨胀地基中桩-土相互作用机理的实验装置，包括模型箱、桩基、土层和测试组件；
土层填筑在模型箱内部，土层包括压实膨胀土层；
桩基埋设在压实膨胀土层中，桩基数量为至少两个，且每个桩基的桩长均不同，至少两个桩基沿水平方向间隔设置；
测试组件位于模型箱内，测试组件包括测量组件、加载组件和应力传感器，加载组件设置在每个桩基顶部，应力传感器埋设在土层中，测量组件分别位于加载组件顶部以及土层顶部，测量组件用于测量桩基和土层的位移情况。
通过上述结构，压实膨胀土是实验研究对象，不同桩长的桩基用来试验桩长对桩基抬升的影响，测量组件用来测试膨胀土湿化过程中埋设在压实膨胀土层中的桩基和土层的抬升位移情况，加载组件用来给桩基施加稳定荷载，应力传感器用来测试膨胀土湿化过程中的应力分布，通过上述试验装置，能够在同一种湿化实验环境下，监测不同桩长的桩基的抬升位移情况以及膨胀土地基的变形情况，避免了对比实验组的环境影响对实验结果造成干扰，确保实验结果的准确性，同时操作方便，无需多次重复实验，节约时间和资源。
作为本实用新型的优选方案，桩基包括入土25％的桩基、入土50％的桩基、入土75％的桩基和入土100％的桩基。通过上述结构，能够在同一湿化实验环境中检测不同桩长的桩基的抬升位移情况。
作为本实用新型的优选方案，土层还包括中砂层和细砂层，中砂层位于压实膨胀土层顶部，细砂层位于压实膨胀土层底部。通过上述结构，中砂层能够确保降雨均匀入渗到压实膨胀土层中，细砂层能够确保压实膨胀土层底部完全湿化，确保实验结果的准确性，同时细砂层能够引导水分的排出。
作为本实用新型的优选方案，测量组件包括百分表。
作为本实用新型的优选方案，应力传感器包括测试水平向应力的传感器和测试竖直向应力的传感器，测试竖直向应力的传感器间隔设置在桩基底部，测试水平向应力的传感器沿竖直方向成排间隔设置在压实膨胀土层中。通过上述结构，测试竖直向应力的传感器和测试水平向应力的传感器用来测试膨胀土湿化过程中的应力分布情况。
作为本实用新型的优选方案，测试竖直向应力的传感器的数量为四个，测试水平向应力的传感器的数量为四个，其中三个测试水平向应力的传感器沿竖直方向成排间隔设置在入土75％的桩基和入土100％的桩基之间，另外一个测试水平向应力的传感器间设置在入土25％的桩基底部。通过上述结构，确保检测出的竖直向应力和水平向应力的结果准确。
作为本实用新型的优选方案，实验装置还包括至少三个砂井，至少三个砂井位于相邻两个桩基之间，砂井底部埋设在细砂层中。通过上述结构，砂井用于引导水渗入土层深处，使得土层充分湿化膨胀。
作为本实用新型的优选方案，实验装置还包括排水阀，排水阀与模型箱侧面底部连通。通过上述结构，排水阀用于排出土层中的水。
作为本实用新型的优选方案，加载组件包括荷载砝码。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
压实膨胀土是实验研究对象，不同桩长的桩基用来试验桩长对桩基抬升的影响，测量组件用来测试膨胀土湿化过程中埋设在压实膨胀土层中的桩基和土层的抬升位移情况，加载组件用来给桩基施加稳定荷载，应力传感器用来测试膨胀土湿化过程中的应力分布，通过上述试验装置，能够在同一种湿化实验环境下，监测不同桩长的桩基的抬升位移情况以及膨胀土地基的变形情况，避免了对比实验组的环境影响对实验结果造成干扰，确保实验结果的准确性，同时操作方便，无需多次重复实验，节约时间和资源。
附图说明
图1是本实用新型所述的一种测试膨胀地基中桩-土相互作用机理的实验装置的结构示意图。
图2是本实用新型所述的一种测试膨胀地基中桩-土相互作用机理的实验装置的俯视图。
图标：1-入土25％的桩基；2-入土50％的桩基；3-入土75％的桩基；4-入土100％的桩基；5-模型箱；6-荷载砝码；7-中砂层；8-压实膨胀土层；9-排水阀；10-百分表；11-砂井；12-测试水平向应力的传感器；13-测试竖直向应力的传感器；14-细砂层。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例
如图1、图2所示，本实施例提供了一种测试膨胀地基中桩-土相互作用机理的实验装置，包括模型箱5、测试组件、桩基、砂井11、排水阀9和土层；
土层填筑在模型箱5内，土层包括中砂层7、压实膨胀土层8和细砂层14，中砂层7填筑在压实膨胀土层8的顶部，细砂层14填筑在压实膨胀土层8的底部，中砂层7能够确保降雨均匀入渗到压实膨胀土层8中，细砂层14能够确保压实膨胀土层8底部完全湿化，确保实验结果的准确性，同时细砂层14能够引导水分的排出。
桩基的数量为四个，分别为入土25％的桩基1、入土50％的桩基2、入土75％的桩基3和入土100％的桩基4，四个桩基沿水平方向成排间隔埋设在压实膨胀土层8中，且四个桩基的顶部伸出中砂层7。
测试组件包括测量组件、应力传感器和加载组件，具体的，测量组件为百分表10，加载组件为荷载砝码6；加载组件用来给桩基施加稳定荷载，应力传感器包括四个测试水平向应力的传感器12和四个测试竖直向应力的传感器13，测试竖直向应力的传感器13间隔设置在桩基底部，一般来说应力传感器的间距不小于应力传感器大小的3倍，由于应力传感器之间的间距过小会在安装过程中对土体扰动太多从而影响实验结果，所以三个测试水平向应力的传感器12沿竖直方向成排间隔设置在入土75％的桩基3和入土100％的桩基4之间，另一个测试水平向应力的传感器12间隔设置在入土25％的桩基1底部，本实施例中应力传感器的设置位置是基于假设地基中侧向土压力在任意埋深处取值一样，应力传感器用来测试膨胀土湿化过程中的应力分布。
百分表10的数量为五个，其中四个分别设置在荷载砝码6顶部，用来测试膨胀土湿化过程中埋设在压实膨胀土层8中的桩基抬升位移情况，另一个设置在土层顶部，用来测试膨胀地基变形情况。
土层中埋设有五个砂井11，砂井11的底部埋设在细砂层14中，两个砂井11沿纵向方向成排间隔设置在入土25％的桩基1与入土50％的桩基2之间，一个砂井11设置在入土50％的桩基2与入土75％的桩基3之间，还有两个砂井11沿纵向方向成排间隔设置在入土75％的桩基3与入土100％的桩基4之间，三个沿竖直方向成排间隔设置的测试水平向应力的传感器12位于两个沿纵向方向成排间隔设置在入土75％的桩基3与入土100％的桩基4之间的砂井11之间，砂井11用于引导水渗入土层深处，使得土层充分湿化膨胀。
排水阀9与模型箱5侧面底部连通，用于排出土层中的水。
通过上述试验装置，能够在同一种湿化实验环境下，监测不同桩长的桩基的抬升位移情况以及膨胀土地基的变形情况，避免了对比实验组的环境影响对实验结果造成干扰，确保实验结果的准确性，同时操作方便，无需多次重复实验，节约时间和资源。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种测试膨胀地基中桩-土相互作用机理的实验装置，其特征在于,包括模型箱(5)、桩基、土层和测试组件；
所述土层填筑在所述模型箱(5)内部，所述土层包括压实膨胀土层(8)；
所述桩基埋设在所述压实膨胀土层(8)中，所述桩基数量为至少两个，且每个所述桩基的桩长均不同，至少两个所述桩基沿水平方向间隔设置；
所述测试组件位于所述模型箱(5)内，所述测试组件包括测量组件、加载组件和应力传感器，所述加载组件设置在每个所述桩基顶部，所述应力传感器埋设在所述土层中，所述测量组件分别位于所述加载组件顶部以及所述土层顶部，所述测量组件用于测量所述桩基和所述土层的位移情况。
2.根据权利要求1所述的一种测试膨胀地基中桩-土相互作用机理的实验装置，其特征在于，所述桩基包括入土25％的桩基(1)、入土50％的桩基(2)、入土75％的桩基(3)和入土100％的桩基(4)。
3.根据权利要求1所述的一种测试膨胀地基中桩-土相互作用机理的实验装置，其特征在于，所述土层还包括中砂层(7)和细砂层(14)，所述中砂层(7)位于所述压实膨胀土层(8)顶部，所述细砂层(14)位于所述压实膨胀土层(8)底部。
4.根据权利要求1所述的一种测试膨胀地基中桩-土相互作用机理的实验装置，其特征在于，所述测量组件包括百分表(10)。
5.根据权利要求2所述的一种测试膨胀地基中桩-土相互作用机理的实验装置，其特征在于，所述应力传感器包括测试水平向应力的传感器(12)和测试竖直向应力的传感器(13)，所述测试竖直向应力的传感器(13)间隔设置在所述桩基底部，所述测试水平向应力的传感器(12)沿竖直方向成排间隔设置在所述压实膨胀土层(8)中。
6.根据权利要求5所述的一种测试膨胀地基中桩-土相互作用机理的实验装置，其特征在于，所述测试竖直向应力的传感器(13)的数量为四个，所述测试水平向应力的传感器(12)的数量为四个，其中三个所述测试水平向应力的传感器(12)沿竖直方向成排间隔设置在所述入土75％的桩基(3)和所述入土100％的桩基(4)之间，另外一个所述测试水平向应力的传感器(12)设置在所述入土25％的桩基(1)底部。
7.根据权利要求3所述的一种测试膨胀地基中桩-土相互作用机理的实验装置，其特征在于，还包括至少三个砂井(11)，至少三个所述砂井(11)位于相邻两个所述桩基之间，所述砂井(11)底部埋设在所述细砂层(14)中。
8.根据权利要求1所述的一种测试膨胀地基中桩-土相互作用机理的实验装置，其特征在于，还包括排水阀(9)，所述排水阀(9)与所述模型箱(5)侧面底部连通。
9.根据权利要求1所述的一种测试膨胀地基中桩-土相互作用机理的实验装置，其特征在于，所述加载组件包括荷载砝码(6)。
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| CN202020412485.6U CN212001314U (zh) | 2020-03-27 | 2020-03-27 | 一种测试膨胀地基中桩-土相互作用机理的实验装置 |
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| CN202020412485.6U CN212001314U (zh) | 2020-03-27 | 2020-03-27 | 一种测试膨胀地基中桩-土相互作用机理的实验装置 |
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| CN (1) | CN212001314U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112798418A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-05-14 | 贵州民族大学 | 一种观察和测量非饱和土的桩土相互作用的实验装置 |
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2020
- 2020-03-27 CN CN202020412485.6U patent/CN212001314U/zh active Active
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| CN112798418A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-05-14 | 贵州民族大学 | 一种观察和测量非饱和土的桩土相互作用的实验装置 |
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