CN218204307U - 一种土工模型试验地基土的击实装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工程模型试验装置领域，尤其涉及一种土工模型试验地基土的击实装置，包括支撑系统、击实系统和提拉系统，所述击实系统包括击实台、击实力臂杆和击实板，所述击实力臂杆连接于击实台与击实板之间；所述提拉系统包括支撑板、电机箱、电动卷扬机和提拉缆绳，所述支撑板设置于支撑系统上，所述电机箱和电动卷扬机均设置于支撑板上，所述提拉缆绳绕设于电动卷扬机上，所述提拉缆绳的一端与电动卷扬机连接，另一端与击实台连接。本实用新型通过电流控制卷扬机的转速均匀击实地基土，降低人工对土体的干扰程度，使得击实工作高效进行，同时可在不损伤桩基模型的情况下击实任意高度处地基土，有较高的经济实用价值。

Description

一种土工模型试验地基土的击实装置

技术领域

本实用新型涉及工程模型试验装置领域，具体为一种土工模型试验地基土的击实装置。

背景技术

近年来，随着我国社会经济的发展和城镇化进度的加快，我国高层建筑、高速公路铁路、跨海大桥等基础建设得到大力地发展，同时对基础的要求也越来越高。在多种不同形式的基础中，桩基础由于其抗震性能好、承载力高、沉降量小以及施工噪声小的优点被广泛应用于工民建、公路桥梁、港口等工程中。实际工程中，由于地震引起的地面塌陷、砂土液化、以及水灾冲刷、洪涝等灾害的发生，对结构的变形和承载能力造成不利的影响，因此怎样通过设计优化桩基础的施工过程来保证结构的稳定性和强度是需要解决的一项重大工程问题。

土工模型试验采用相似关系来对桩基础及其所在环境进行模拟，探究桩基础在不同场地下的动力响应规律，故可通过该实验对实体工程进行评价与建议，保证桩基础在桥梁等基础建设中的结构稳定性。由于该试验经济性、实用性明显，因此被广泛应用于理论研究。

在开展试验的过程中，需要对桩周土体进行分层填筑与击实，由于模型箱中群桩基础的承台干扰，使得普通机械无法顺利完成击实工作，常采用人工携带尺寸合适的小木板进入模型箱内一点点地进行击实，过程较为繁琐，并且土样易受扰动。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种土工模型试验地基土的击实装置。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种土工模型试验地基土的击实装置，包括支撑系统、击实系统和提拉系统，所述击实系统包括击实台、击实力臂杆和击实板，所述击实力臂杆连接于击实台与击实板之间；所述提拉系统包括支撑板、电机箱、电动卷扬机和提拉缆绳，所述支撑板设置于支撑系统上，所述电机箱和电动卷扬机均设置于支撑板上，所述电动卷扬机与电机箱连接，所述提拉缆绳绕设于电动卷扬机上，所述提拉缆绳的一端与电动卷扬机连接，另一端与击实台连接。

优选的，所述击实力臂杆呈阶梯状。

优选的，所述击实力臂杆包括多个第一力臂杆和多个第二力臂杆，多个所述第一力臂杆分为两组对称设置，多个所述第一力臂杆分为两组对称设置，所述第一力臂杆和第二力臂杆设置于击实板的不同侧。

优选的，所述击实板包括上下叠放的底板和顶板，所述顶板设置于底板的顶部，所述顶板的长度大于底板长度，所述顶板的宽度小于底板的宽度；所述第一力臂杆的一端与底板连接，另一端与击实台连接；所述第二力臂杆的一端与顶板连接，另一端与击实台连接。

优选的，所述支撑系统包括两个间隔设置的钢支架和两个横梁，两个所述横梁间隔设置于两个钢支架之间，所述支撑板设置于横梁上。

优选的，所述钢支架包括纵梁和多个钢支柱，多个所述钢支柱间隔设置，所述纵梁连接于钢支柱顶部，所述横梁与纵梁连接。

优选的，所述纵梁上设有纵向滑轨，所述纵向滑轨的长度轴线与纵梁的长度轴线平行，所述横梁与纵向滑轨滑动连接。

优选的，所述横梁上设有横向滑轨，所述横向滑轨的长度轴线与横向的长度轴线平行，所述支撑板与横向滑轨滑动连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型一种土工模型试验地基土的击实装置通过设置提拉系统和击实系统，通过电流控制卷扬机的转速均匀击实地基土，降低人工对土体的干扰程度，使得击实工作高效进行，同时可在不损伤桩基模型的情况下击实任意高度处地基土，有较高的经济实用价值。

通过提拉缆绳来控制击实装置的位置，同时向击实板提供动力使不同深度的地基土得以击实。

进一步的，阶梯状的击实力臂杆既起到连接击实台和击实板的作用，还可以平衡击实板上的受力，保证击实板的方向始终垂直向下。

进一步的，第一力臂杆和第二力臂杆起到连接均匀受力的作用，确保击实板的受力均衡，保证击实效率。

进一步的，通过设置底板和顶板，扩大了击实板的适用范围，不仅适用于群桩基础的土工模型试验的地基土击实，还可通过拆卸重锤用于单桩土工模型试验的地基土击实。

进一步的，通过纵向滑轨和横向滑轨可将击实装置精确定位，使得不同位置的地基土均可击实，可以实现支撑板的快速移动、准确定位，从而实现击实板的位置变换，提升了装置的使用灵活性。

附图说明

图1为本实用新型一种土工模型试验地基土的击实装置的静止示意图；

图2为本实用新型一种土工模型试验地基土的击实装置的工作示意图；

图3为本实用新型一种土工模型试验地基土的击实装置中支撑系统示意图；

图4为本实用新型一种土工模型试验地基土的击实装置中提拉系统示意图；

图5为本实用新型一种土工模型试验地基土的击实装置中击实系统示意图；

图6为本实用新型一种土工模型试验地基土的击实装置的群桩实施示意图；

图7为本实用新型一种土工模型试验地基土的击实装置的土体击实装配图。

图中，1、横梁；2、支撑板；3、击实系统；4、击实板；401、顶板；402、底板；5、电机箱；6、支撑系统；7、纵梁；8、钢支柱；9、土工模型试验箱；10、地基土体；11、承台；12、模型桩；13、纵向滑轨；14、横向滑轨；15、电动卷扬机；16、提拉缆绳；17、击实台；18、击实力臂杆；19、第一力臂杆；20、第二力臂杆。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

本实用新型公开了一种土工模型试验地基土的击实装置，参照图1、2，包括支撑系统6、击实系统3和提拉系统，参照图3，支撑系统6包括两个间隔设置的钢支架和两个横梁1，钢支架包括纵梁7和多个钢支柱8，多个钢支柱8间隔设置，纵梁7连接于钢支柱8顶部，两个横梁1通过螺栓间隔设置于两个纵梁7之间，钢支柱8起支撑作用，用以支撑纵梁7和横梁1。

纵梁7上设有纵向滑轨13，纵向滑轨13设置于纵梁7的内侧，纵向滑轨13的长度轴线与纵梁7的长度轴线平行，横梁1与纵向滑轨13滑动连接，为提拉系统提供纵向的移动轨道，同时承受横梁1传来的荷载，并把荷载传递给纵梁7。

参照图4，提拉系统包括支撑板2、电机箱5、电动卷扬机15和提拉缆绳16，横梁1上设有横向滑轨14，横向滑轨14的长度轴线与横向的长度轴线平行，支撑板2通过横向滑轨14滑动设置于横梁1上。电动卷扬机15通过电线与电机箱5连接，用以向击实板4提供击实动力。

电机箱5和电动卷扬机15均通过螺栓固定设置于支撑板2上，本实施例中电动卷扬机15和提拉拉升均设有两个。提拉缆绳16绕设于电动卷扬机15上，提拉缆绳16的一端与电动卷扬机15连接，另一端与击实台17连接，提拉缆绳16绕设于电动卷扬机15上。通过提拉缆绳16来控制击实装置的位置，同时向击实板4提供动力使不同深度的地基土得以击实。

参照图5，击实系统3包括击实台17、呈阶梯状的击实力臂杆18和击实板4，击实力臂杆18通过螺栓连接于击实台17与击实板4之间。

击实台17根据需求连接不同根数的击实力臂杆18，使得不同位置的填土体得以击实。

击实力臂杆18包括多个第一力臂杆19和多个第二力臂杆20，多个第一力臂杆19分为两组对称设置，多个第一力臂杆19分为两组对称设置，第一力臂杆19和第二力臂杆20设置于击实板4的不同侧。

击实板4包括上下叠放的底板402和顶板401，顶板401设置于底板402的顶部，顶板401的长度大于底板402长度，顶板401的宽度小于底板402的宽度；第一力臂杆19的一端与底板402连接，另一端与击实台17连接；第二力臂杆20的一端与顶板401连接，另一端与击实台17连接。在击实过程中，击实板4在击实力臂杆18的作用下始终垂直向下。

提拉系统通过外接电源在纵向滑轨13或者横向滑轨14上移动，通过控制提拉缆绳16的长度来控制击实板4的击实高度和深度，待击实到指定效果后通过提拉系统将击实装置从模型箱中提起。往复循环，直至击实各种工况下的地基土体10。

以工程应用中群桩或单桩基础按照相似关系等比例缩小制作得到模型桩12进行土工模型试验为例，土工模型试验箱9中填充地基土体10，模型桩12的部分埋设于地基土体10中，部分外露并连接承台11形成群桩基础。击实步骤如下所示：

步骤一：将提拉系统放置在支撑板2上，通过调整横向滑轨14和纵向滑轨13来控制击实台17的位置，将击实台17对准要击实的土体，并将击实台17下放至一定高度处，如图1所示。

步骤二：通过人工将击实板4与击实台17连接，并调整好击实板4与群桩基础的位置，同时检查击实系统3的击实板4处于四面相连状态，如图5所示。通过电动卷扬机15控制击实装置击实土体，击实过程中，主要通过电动卷扬机15来控制击实系统3的平衡，保持击实系统3的方向垂直向下，如图6。

步骤三：待群桩地基土体10达到击实效果后，人工拆卸击实板4，然后通过连接击实台17的两台电动卷扬机15收紧提拉缆绳16提拉击实台17，最终使击实台17处于半空中，以便于击实板4进行移动，进行其他部分土体的击实，如图1。

步骤四：通过纵向滑轨13和横向滑轨14可使击实台17移动至普通地基土体10上方，然后人工将其中两个对面方向的击实板4与击实台17相连，使得击实装置对土体进行击实，如图7所示。

步骤五：循环步骤一至步骤四，直至需击实的地基土体10达到所需的击实效果。

步骤六：完成试验后，人工拆卸击实板4，并通过将提拉缆绳16伸长，把击实台17卸至地面，如图2所示。

以上所述的仅仅是本实用新型的较佳实施例，并不用以对本实用新型的技术方案进行任何限制，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本实用新型精神和原则的前提下，该技术方案还可以进行若干简单的修改和替换，这些修改和替换也均属于权利要求书所涵盖的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种土工模型试验地基土的击实装置，其特征在于，包括支撑系统(6)、击实系统(3)和提拉系统，所述击实系统(3)包括击实台(17)、击实力臂杆(18)和击实板(4)，所述击实力臂杆(18)连接于击实台(17)与击实板(4)之间；所述提拉系统包括支撑板(2)、电机箱(5)、电动卷扬机(15)和提拉缆绳(16)，所述支撑板(2)设置于支撑系统(6)上，所述电机箱(5)和电动卷扬机(15)均设置于支撑板(2)上，所述电动卷扬机(15)与电机箱(5)连接，所述提拉缆绳(16)绕设于电动卷扬机(15)上，所述提拉缆绳(16)的一端与电动卷扬机(15)连接，另一端与击实台(17)连接。

2.根据权利要求1所述的土工模型试验地基土的击实装置，其特征在于，所述击实力臂杆(18)呈阶梯状。

3.根据权利要求1所述的土工模型试验地基土的击实装置，其特征在于，所述击实力臂杆(18)包括多个第一力臂杆(19)和多个第二力臂杆(20)，多个所述第一力臂杆(19)分为两组对称设置，多个所述第一力臂杆(19)分为两组对称设置，所述第一力臂杆(19)和第二力臂杆(20)设置于击实板(4)的不同侧。

4.根据权利要求3所述的土工模型试验地基土的击实装置，其特征在于，所述击实板(4)包括上下叠放的底板(402)和顶板(401)，所述顶板(401)设置于底板(402)的顶部，所述顶板(401)的长度大于底板(402)长度，所述顶板(401)的宽度小于底板(402)的宽度；所述第一力臂杆(19)的一端与底板(402)连接，另一端与击实台(17)连接；所述第二力臂杆(20)的一端与顶板(401)连接，另一端与击实台(17)连接。

5.根据权利要求1所述的土工模型试验地基土的击实装置，其特征在于，所述支撑系统(6)包括两个间隔设置的钢支架和两个横梁(1)，两个所述横梁(1)间隔设置于两个钢支架之间，所述支撑板(2)设置于横梁(1)上。

6.根据权利要求5所述的土工模型试验地基土的击实装置，其特征在于，所述钢支架包括纵梁(7)和多个钢支柱(8)，多个所述钢支柱(8)间隔设置，所述纵梁(7)连接于钢支柱(8)顶部，所述横梁(1)与纵梁(7)连接。

7.根据权利要求6所述的土工模型试验地基土的击实装置，其特征在于，所述纵梁(7)上设有纵向滑轨(13)，所述纵向滑轨(13)的长度轴线与纵梁(7)的长度轴线平行，所述横梁(1)与纵向滑轨(13)滑动连接。

8.根据权利要求5所述的土工模型试验地基土的击实装置，其特征在于，所述横梁(1)上设有横向滑轨(14)，所述横向滑轨(14)的长度轴线与横向的长度轴线平行，所述支撑板(2)与横向滑轨(14)滑动连接。

Images