CN220367190U - 一种土体加固效果室内模拟试验检测装置 - Google Patents

Abstract

一种土体加固效果室内模拟试验检测装置，包括稳定钢架、可移动的静力触探支撑架、反力钢板、载荷板、套管、铁桶、施压装置穿心千斤顶及静力触探检测装置；所述可移动的静力触探支撑架安装于稳定钢架上方，所述静力触探检测装置安装于可移动的静力触探支撑架上，所述反力钢板安装于稳定架上保证穿心千斤顶稳定施压，所述载荷板置于所需加固土上方且通过穿心千斤顶对其施压，所述套管安装于载荷板上便于静力触探探头伸入检测。土体加固效果室内模拟试验检测装置能实现快速定位、快速安装、精准固定、操作简单、有利于减少外部环境等因素的影响，模拟测定某一种土体加固过程中不同时间的静力触探值、沉降量、孔隙水压力，同时具有经济合理的优点。

Description

一种土体加固效果室内模拟试验检测装置

技术领域

本实用新型属于地基处理及检测领域，涉及一种土体加固效果室内模拟试验检测装置。

背景技术

在岩土工程中，如高速公路工程、基坑工程、围堤工程、码头后方堆场工程等建设中，经常涉及采用堆载预压等方法对地基进行加固处理。在土体加固过程中通过沉降观测(地表沉降、分层沉降)得到在地基加固施工过程中的累计沉降量和沉降速率，绘制沉降～时间关系曲线，推算最终沉降量，计算地基平均压缩度，分析残余沉降，控制施工进度、改进施工方法及确保施工安全；通过土体内孔隙水压力及地下水位观测得到孔压～荷载～时间关系，控制加荷速率，推算固结度，进行稳定计算，进而合理控制施工速率，及时修正和改进施工方案；通过地基承载力试验，载荷板、标准贯入、静力触探试验来评价地基加固处理的效果是否满足规范及设计要求，为后续设计施工提供指导，保证工程质量；通过土工材料试验测定土样的物理性质和力学指标，对测得的数据进行统计，从而得出进行岩土力学计算的参数，为工程设计、施工服务。

为了减少外部环境等因素的影响，模拟测定某一种土体加固过程中不同时间的静力触探值、沉降量、孔隙水压力、其他物理性质的力学参数，设计一种土体加固效果室内模拟试验检测装置。

实用新型内容

本实用新型的技术方案是一种土体加固效果室内模拟试验检测装置，此装置可以对土体施加稳定的不同压力，并在加压过程中实时监测土体的沉降、孔隙水压力及静力触探试验为一体的检测装置。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种土体加固效果室内模拟试验检测装置，包括稳定钢架、可移动的静力触探支撑架、反力钢板、载荷板和套管、铁桶、施压装置穿心千斤顶及静力触探检测装置；所述可移动的静力触探支撑架安装于稳定钢架上方；所述静力触探检测装置安装于可移动的静力触探支撑架上；所述反力钢板安装于稳定架上使穿心千斤顶稳定施压；所述载荷板置于所需加固土上方且通过穿心千斤顶对其施压；所述套管安装于载荷板上便于静力触探探头伸入测量。

铁桶里面加入需要加固的土样，铁桶底部、中部和上部设置带有开关的排水孔，且排水孔内部包裹纱布防止泥土流出，在铁桶底部排水孔上连接透明塑料管观测水位变化，可以实现加压下不同条件(是否排水、是否设置排水板等)对比试验。在土样设计深度埋设孔隙水压力计并连接电脑实现自动化监测。

载荷板放置铁桶中土体上方,载荷板上方放置施压装置穿心千斤顶，且穿心千斤顶中心圆孔与载荷板中心圆孔对应，保证静力触探检测装置的探头可以穿过穿心千斤顶及载荷板直至受压土体上方。套管通过螺纹安装于载荷板所开圆孔上，便于静力触探检测装置的探头能够伸入直至受压土体上方。在受压土体载荷板上设置静力水准仪并连接电脑，实时观测受压土体的沉降情况。

可以移动的静力触探支撑架包括结构相同的上、下两部分；所述上、下部分均由部件工字钢桁架、滑轨以及固定螺杆组成；所述下部分将滑轨与工字钢桁架焊接，通过滑轨固定于稳定钢架；所述上部分同样将滑轨与工字钢桁架焊接，通过滑轨固定于下部分的工字钢桁架上；所述下部分滑轨由2块固定端面板且在中间上、下层分别放置个带轴承的滑轮用固定螺杆穿过滑轮进行固定并嵌于稳定钢架上，在固定端面板外侧的中心开带有螺纹的圆孔，使用螺杆拧入固定端面板中心带螺纹的圆孔直至稳定钢架，做为静力触探稳定架下部分的移停开关。所述上部分滑轨由2块固定端面板且在中间上、下层分别放置2个带轴承的滑轮用固定螺杆穿过滑轮进行固定并嵌于下部分工字钢桁架上，在固定端面板外侧的中心开带有螺纹的圆孔，使用螺杆拧入固定端面板中心带螺纹的圆孔直至下部分工字钢桁架上，做为静力触探稳定架上部分的移停开关。可移动的静力触探稳定架上方放置静力触探检测装置，通过可移动的静力触探稳定架上、下部分的移动实现静力触探检测装置作用于土体上方的不同位置，完成静力触探检测。

可按照以下方式将本实用新型用于土体加固效果室内模拟试验检测：

1)将两个铁桶对称放置于稳定钢架下方，使其中心对准反力钢板中心所开圆孔，铁桶中架设孔隙水压力至设计深度，然后装入所需加固土体。

2)土体上方放置载荷板，使载荷板中心圆孔对准反力钢架中心所开圆孔。

3)载荷板上方放置施压装置穿心千斤顶，使施压装置穿心千斤底部中心孔对准载荷板中心圆孔，其顶部对准反力钢板中心圆孔，并在载荷板所开圆孔通过螺纹安装套管，便于静力触探探头伸入直至土体。且在载荷板上安装静力水准仪并连接电脑，实时监测土体加固全过程的沉降。

4)利用端板、滚轮及金属螺杆形成的上、下部分滑轨使可移动的静力触探稳定支架实现十字方向的移动。

5)静力触探检测装置放置于可移动的静力触探稳定架上，利用可移动的静力触探稳定架的上、下部分实现静力触探检测装置的全方位移动，便于静力触探探头伸入套管对不同位置的土体进行检测。

由于采用上述技术方案，本实用新型的有益效果包括：该土体加固效果室内模拟试验检测装置能实现快速定位、快速安装、精准固定，操作简单、有利于减少外部环境等因素的影响，模拟测定某一种土体加固过程中不同时间的静力触探值、沉降量、孔隙水压力，同时具有经济合理的优点，值得在土体加固效果室内模拟试验检测工作中大力推广。

附图说明

图1为本实用新型土体加固效果室内模拟试验检测装置实施例的结构图。

图2为图1的的另一方向的结构示意图。

图3为图1所示实施例中稳定钢架部分的结构图。

图4为图1所示实施例中可移动的静力触探稳定架部分结构图。

图5为图1所示实施例中反力钢板部分的结构图。

图6为图1所示实施例中载荷板部分的结构图。

图7为本实用新型土体加固效果室内模拟试验检测装置俯视图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明进一步加以说明。

本实用新型提供一种土体加固效果室内模拟试验检测装置，如图1所示，整个装置主要由稳定钢架10、可移动的静力触探支撑架20、铁桶30、静力触探检测装置40、反力钢板50、载荷板60和套管、穿心千斤顶80等组成。

稳定钢架装置10用于做为整体结构的支撑架，上方纵向桁架做为可移动的静力触探稳定架20的导轨并起支撑作用，外加的纵向桁架支撑反力钢板50。

可移动的静力触探支撑架20用于上方支撑静力触探检测装置40，使其能够上下左右进行移动，从而实现可移动到加固土上方不同位置。

铁桶30用于盛装所需加固的土体，铁桶上部、中部的排水孔及开关实现排水的排水(不排水)条件，底部的排水孔连接透明塑料管观察水位的变化。

静力触探检测装置40用于测量加固土不同时刻及不同深度的静力触探值。

反力钢板50用于为施压装置穿心千斤顶80提供反力，实现土体的加固。

载荷板60用于通过施压装置穿心千斤顶80对其施加压力，使土体各个位置均匀受到压力。

在一个实施例中，一种土体加固效果室内模拟试验检测装置，包括：

铁桶组件，包括铁桶30、土体和载荷板60，所述土体置于所述铁桶30内，所述土体上方设置土工布，所述载荷板60置于所述土工布上方；

施压组件，包括稳定钢架10、反力钢板50和穿心千斤顶80，所述铁桶30放置于所述稳定钢架10下方，所述反力钢板50安装于所述稳定钢架10上，所述穿心千斤顶80的固定端固定于所述反力钢板50上，所述穿心千斤顶80的伸缩端朝下并与所述铁桶内的所述载荷板的中间位置对齐，通过穿心千斤顶80对所述载荷板施压以加压土体；

静力触探检测装置40及可移动的静力触探支撑架20，所述静力触探支撑架20滑动设置于所述稳定钢架10的上端以调节位置，所述静力触探支撑架20位于所述反力钢板50的上方，所述静力触探检测装置40安装于所述静力触探支撑架20上，所述静力触探检测装置的探头70伸入所述铁桶内加固土表面，实现施压前、后对不同位置的加固土进行检测。

如图3所示，所述稳定钢架包括底部钢板11、两个工字钢桁架13和脚垫12；所述两个工字钢桁架13在竖直方向焊接于所述底部钢板11的四角，且两个所述工字钢桁架13间隔且相对设置，且在两个所述工字钢桁架上端再设一道横向桁架16增加其稳定性，两个所述工字钢桁架上半部分的相对应端部之间通过焊接水平桁架14使其形成整体稳定钢架。所述工字钢桁架13包括两个相对且间隔设置的纵向钢桁架18和中间钢桁架15，中间钢桁架15的两端分别固定连接于两个纵向钢桁架的中间位置，水平桁架14下方设有支撑钢桁架17，反力钢板的两端与两侧的支撑钢桁架17固定连接。各部件空间位置和配合关系如图3所示，底部钢板11的四个角上焊接脚垫12，垂直工字钢桁架13焊接在脚垫12上，水平桁架14焊接在垂直两个工字钢桁架13之间，中间钢桁架15及上部横向桁架16横向焊接在两个纵向钢桁架18上增加整体钢架的稳定性，支撑钢桁架17焊接在两个工字钢桁架13的纵向钢桁架18之间，为反力钢板提供支撑桁架。

所述静力触探支撑架包括两个相对设置的端板21、两个平行设置的滑轨23和移动组件24，两个所述端板相对且间隔设置，每一所述滑轨23的两端与两个所述端板21固定连接，且所述滑轨23与所述端板21垂直设置，所述两个端板活动卡设于所述稳定钢架上端的两长边上以沿所述稳定钢架的长边方向做往复运动，所述移动组件24滑动设置于所述滑轨上；

其中，所述端板包括两个相对且间隔设置的第一面板211、第二面板212，所述第一面板与所述第二面板之间设置有带轴承且可转动的滑轮22，通过螺杆穿过所述滑轮进行固定并嵌于所述第一面板211及所述第二面板212上；

所述移动组件24包括两个相对设置的滑动板241和连接板242，两个所述滑动板241之间通过连接板242连接，所述连接板242与所述滑动板241垂直设置，所述滑动板包括第一滑板2411、第二滑板2422和两个滑轮22，所述第一滑板2411与第二滑板2412相对且间隔设置，两个所述滑轮22可转动设置于所述第一滑板2411与第二滑板2412之间，两个所述滑动板241之间的间距与两个所述滑轨23之间的间距相适应，所述滑动板卡设于所述滑轨上，即所述第一滑板2411与第二滑板2412卡设于所述滑轨上，所述滑轮与所述滑轨的上表面接触以沿滑轨长度方向做往复运动，第一滑板2411及所述第二滑板2412的四角开设带有螺纹的圆孔，所述两个滑板每一侧的螺纹的圆孔拧入一螺杆25，如图4所示，连接板下方的两个螺杆以将第一滑板2411及所述第二滑板2412限定于滑轨上，避免掉落，连接板上方的两个螺杆与连接板围成容置空间，容置空间用于设置静力触探检测装置40，连接板上方的两个螺杆还能对静力触探检测装置40形成护栏。

如图6所示，所述载荷板置于所述铁桶中土体上方对土体进行加固；所述载荷板中心及距中心15cm的位置开直径为10cm带螺纹的圆孔。所述载荷板中心的圆孔与穿心千斤顶80在同一轴线上。穿心千斤顶80为中空，避免阻挡静力触探检测装置40的探头伸入所述载荷板中心的圆孔。通过所述静力触探支撑架调节静力触探检测装置40的探头位置，使其对准所述载荷板的所需检测位置的圆孔并深入圆孔进入土体进行检测。如图5所示，所述反力钢板焊接于所述稳定钢架长边方向增设的在纵向钢桁架18之间；所述反力钢板沿长度方向开设有3个直径为10cm的圆孔，静力触探检测装置40的探头可穿过圆孔对该位置进行检测，以防止反力钢板阻挡载荷板的圆孔的探测。

土体加固效果室内模拟试验检测装置还包括套管，所述套管的一头刻有螺纹并与所述载荷板的圆孔螺纹连接以避免检测时土体溅到载荷板上。所述静力触探检测装置探头伸入所述套管内直至加固土表面，实现对不同位置的加固土进行检测。

本实用新型可以按照以下方式使用：

1)把铁桶放在稳定钢架下方，铁桶中心与反力钢板中心对齐，将所需加固土体加入铁桶30中，加入过程按设计深度布置孔隙水压力计。

2)铁桶30中加入的土体上方设置土工布，再将载荷板60放置土工布上方，设置土工布的目的是为了防止土体受压而从载荷板60的圆孔挤出，静力触探检测装置探头检测时，可将圆孔中的土工布剪除。

3)载荷板60上方放置施压装置穿心千斤顶80，穿心千斤顶中心圆孔底部与载荷板60中心圆孔对齐，上部与反力钢板50中间圆孔对齐。将套管通过反力钢板50中间圆孔和穿心千斤顶80，安装于载荷板60中心圆孔上，其余套管均安装于载荷板60所开圆孔，保证静力触探检测装置40的探头能够通过反力钢板50、施压装置穿心千斤顶80及载荷板60直至所需加固土体上方。

4)通过施压装置穿心千斤顶80及反力钢板50对所需加固土体施加稳定荷载，通过沉降仪及孔隙水压力计实时观测加固过程中土体沉降及孔隙水压力的变化。

5)通过移动静力触探支撑架20的上、下部分，使静力触探检测装置40能够到达土体上方载荷板60所有圆孔的位置，保证能够对土体进行检测。

6)通过静力触探检测装置40对加固土体前、不同加固时间及结束后进行静力触探检测，分析数据的变化，为现场实际应用提供参数及依据。

上述相关说明以及对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些内容做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述相关说明以及对实施例的描述，本领域的技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型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 (8)

1.一种土体加固效果室内模拟试验检测装置，其特征在于，包括：

铁桶组件，包括铁桶、土体和载荷板，所述土体置于所述铁桶内，所述土体上方设置土工布，所述载荷板置于所述土工布上方；

施压组件，包括稳定钢架、反力钢板和穿心千斤顶，所述铁桶放置于所述稳定钢架下方，所述反力钢板安装于所述稳定钢架上，所述穿心千斤顶的固定端放置于所述铁桶组件的载荷板上，所述穿心千斤顶的伸缩端朝上并与所述反力钢板的中间位置对齐，通过穿心千斤顶对所述载荷板施压以加压土体；

静力触探检测装置及可移动的静力触探支撑架，所述静力触探支撑架滑动设置于所述稳定钢架的上端以调节位置，所述静力触探检测装置安装于所述静力触探支撑架上，所述静力触探检测装置的探头伸入所述铁桶内加固土表面，实现施压前、后对不同位置的加固土进行检测。

2.根据权利要求1所述的土体加固效果室内模拟试验检测装置，其特征在于：所述稳定钢架包括底部钢板和两个工字钢桁架；所述两个工字钢桁架在竖直方向焊接于所述底部钢板的四角，且两个所述工字钢桁架间隔且相对设置，且在两个所述工字钢桁架上端再设一道横向桁架增加其稳定性，两个所述工字钢桁架上半部分的相对应端部之间通过焊接水平方向桁架使其形成整体稳定钢架。

3.根据权利要求1所述的土体加固效果室内模拟试验检测装置，其特征在于：所述静力触探支撑架包括两个相对设置的端板、两个平行设置的滑轨和移动组件，两个所述端板相对且间隔设置，每一所述滑轨的两端与两个所述端板固定连接，且所述滑轨与所述端板垂直设置，所述两个端板活动卡设于所述稳定钢架上端的两长边上以沿所述稳定钢架的长边方向做往复运动，所述移动组件滑动设置于所述滑轨上；

其中，所述端板包括两个相对且间隔设置的第一面板、第二面板，所述第一面板与所述第二面板之间设置有带轴承且可转动的滑轮，通过螺杆穿过所述滑轮进行固定并嵌于所述第一面板及所述第二面板上；

所述移动组件包括两个相对设置的滑动板和连接板，两个所述滑动板之间通过连接板连接，所述连接板与所述滑动板垂直设置，所述连接板上开设有供所述静力触探检测装置探头向下伸入的通孔，所述滑动板包括第一滑板、第二滑板和两个滑轮，所述第一滑板与第二滑板相对且间隔设置，两个所述滑轮可转动设置于所述第一滑板与第二滑板之间，两个所述滑动板之间的间距与两个所述滑轨之间的间距相适应，所述滑动板卡设于所述滑轨上，且所述滑轮与所述滑轨的上表面接触以沿滑轨长度方向做往复运动，第一滑板及所述第二滑板的四角开设带有螺纹的圆孔，所述两个滑板每一侧的螺纹的圆孔拧入一螺杆。

4.根据权利要求2所述的土体加固效果室内模拟试验检测装置，其特征在于：所述反力钢板焊接于所述稳定钢架长边方向增设的两道工字钢桁架上；所述反力钢板中间部分开3个直径为10cm的圆孔。

5.根据权利要求1所述的土体加固效果室内模拟试验检测装置，其特征在于：所述载荷板置于所述铁桶中土体上方对土体进行加固；所述载荷板中心及距中心15cm的位置开直径为10cm带螺纹的圆孔。

6.根据权利要求1所述的土体加固效果室内模拟试验检测装置，其特征在于：所述穿心千斤顶底部置于载荷板上，通过反力钢板对土体施加压力。

7.根据权利要求5所述的土体加固效果室内模拟试验检测装置，其特征在于：还包括套管，所述套管的一头刻有螺纹并与所述载荷板的圆孔螺纹连接以便静力触探探头准确伸入套管直至加固土表面。

8.根据权利要求7所述的土体加固效果室内模拟试验检测装置，其特征在于：所述静力触探检测装置探头伸入所述套管内直至加固土表面，实现对不同位置的加固土进行检测。