模擬土拱效應(yīng)及加筋土拱作用的試驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種模擬土拱效應(yīng)及加筋土拱作用的試驗裝置，該裝置由試驗主箱、支撐部件、活動隔板、活動擋板、固定擋板和旋轉(zhuǎn)盤，所述試驗主箱為試驗土體容器，同時起到記錄試驗位移值的作用，所述位移控制系統(tǒng)通過螺紋桿及支撐彈簧，在保證下部頂板能夠順利下滑的同時，有效避免了螺紋桿上作用力過大導(dǎo)致卡死的現(xiàn)象，位移控制值通過螺紋桿螺紋距控制，能夠較精確的模擬沉降量，試驗主箱及位移控制系統(tǒng)之間有活動擋板系統(tǒng)，用以模擬不同樁及不同樁間距的作用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有操作方便，安全可靠，適用性強等優(yōu)點。
【專利說明】模擬土拱效應(yīng)及加筋土拱作用的試驗裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型可應(yīng)用于土木工程領(lǐng)域，具體涉及一種模擬土拱效應(yīng)及加筋土拱作用的試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]土拱效應(yīng)是土力學(xué)中的一個重要現(xiàn)象，其影響著土體的荷載傳遞和沉降變形性態(tài)，最直觀表現(xiàn)即為:當一部分土體產(chǎn)生不均勻位移或變形時，其余部分土體仍保持不動。
[0003]從土力學(xué)基本概念分析可知，土體內(nèi)存在摩擦角及粘聚力，當一部分土體發(fā)生不均勻位移或變形時，發(fā)生位移(變形)的土體與不動土體之間產(chǎn)生摩擦力，增加了不動土體的支撐壓力，而相應(yīng)減小了移動土體的支撐壓力，達到一種避輕就重，壓力轉(zhuǎn)移的效果，展現(xiàn)出土體調(diào)動自身抗剪強度以協(xié)調(diào)變形的狀態(tài)。
[0004]從應(yīng)力分布角度看，土體(顆粒體系)與流體、均勻相固體的一個重要的不同之處就在于其底面受力情況與其本身體系的應(yīng)力分布狀況有關(guān)，而其體系的應(yīng)力分布又與系統(tǒng)的形成情況有關(guān)。系統(tǒng)的形成條件決定了顆粒排列狀態(tài)及排列的緊密程度，當顆粒體系受縱向壓力時，應(yīng)力易于改向，研究表明其更傾向于橫向分布。土拱效應(yīng)就是這種傾向的一種體現(xiàn)。
[0005]相關(guān)研究指出，土拱效應(yīng)存在需要滿足以下三個條件:
[0006]I) 土體中產(chǎn)生不均勻位移；
[0007]2) 土拱拱腳的形成與存在；
[0008]3) 土拱具有足夠的強度，不致發(fā)生破壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實用新型的目的就是為了滿足以上所述土拱形成要求而提供一種簡單易行，安全可靠，形式新穎，實用性強的模擬土拱效應(yīng)及加筋土拱作用的試驗裝置。
[0010]本實用新型提出的模擬土拱效應(yīng)及加筋土拱作用的試驗裝置，包括試驗主箱1、支撐部件4、活動隔板5、活動擋板6、固定擋板7和旋轉(zhuǎn)盤10，其中:試驗主箱I固定于支撐部件4上方，活動隔板5通過螺栓固定于試驗主箱I底部，螺紋桿9 一端連接旋轉(zhuǎn)盤10，另一端上方放置有活動擋板6，所述活動擋板6位于活動隔板5下方，固定擋板7位于活動擋板6下方，且固定擋板7通過支撐彈簧8與活動擋板6連接；試驗主箱I上設(shè)有位移刻度線2。
[0011]本實用新型中，所述試驗主箱I兩側(cè)設(shè)有卸土裝置3。
[0012]本實用新型中，試驗主箱I為長方體結(jié)構(gòu)，其正面采用透明擋板。
[0013]本實用新型通過調(diào)節(jié)活動隔板大小及間距模擬粧效應(yīng)對土拱的影響，活動隔板在試驗前用螺栓固定于試驗主箱，避免在試驗過程中產(chǎn)生滑動。
[0014]通過試驗主箱盛放試驗土體，試驗土體各層施加彩色標記砂，使其能夠記錄土體位移量。
[0015]通過位移控制系統(tǒng)控制土拱的成形過程，旋轉(zhuǎn)螺紋桿，使螺紋桿在固定擋板處下降，帶動活動擋板的下降，支撐彈簧支撐部分土體重力，同時維持活動擋板平衡，螺紋桿通過旋轉(zhuǎn)自由下降，方便控制活動擋板位移值。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有操作方便，安全可靠，適用性強等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的整體裝置示意圖。
[0018]圖中標號:1、試驗主箱；2、位移刻度線；3、卸土裝置；4、支撐部件；5、活動隔板；
6、活動擋板；7、固定擋板；8、支撐彈簧；9、螺紋桿；10、旋轉(zhuǎn)盤。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0020]實施例1
[0021]如圖1所示，本裝置由試驗主箱1、位移刻度線2、卸土裝置3、支撐部件4、活動隔板5、活動擋板6、固定擋板7、支撐彈簧8、螺紋桿9和旋轉(zhuǎn)盤10組成，其中:試驗主箱I固定于支撐部件4上方，兩側(cè)設(shè)置卸土裝置3，將活動隔板5置于需要位置，并用螺栓固定于試驗主箱I底部，根據(jù)實際需求，模擬粧效應(yīng)對土拱的影響。螺紋桿9 一端連接旋轉(zhuǎn)盤10，另一端上方放置有活動擋板6，所述活動擋板6位于活動隔板5下方，固定擋板7位于活動擋板6下方，且固定擋板7通過支撐彈簧8與活動擋板6連接；試驗主箱I上設(shè)有位移刻度線
2。將試驗土體分層置于試驗主箱I內(nèi)，在分層處分別用較薄的彩色砂標記，以記錄土體位移的變化，同時，根據(jù)需要，放置相關(guān)的加筋材料，如格柵、鋼絲、織物等，模擬加筋后土拱作用的變化。旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)盤10，控制螺紋桿9下移，位移量根據(jù)螺紋桿9的螺距確定，并由旋轉(zhuǎn)盤10旋轉(zhuǎn)的固定圈數(shù)確定活動擋板6位移值，土體跟隨活動擋板下降，支撐彈簧8處于壓縮狀態(tài)，平衡活動擋板6上部土體傳遞的重力，減小螺紋桿上部壓力，避免螺紋桿9與固定擋板7產(chǎn)生卡死現(xiàn)象?？刂坡菁y桿下降量，記錄彩色標記砂位移大小。
[0022]本實用新型已以較實例揭示如上，然其并非用以限定本實用新型。本實用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾。因此，本實用新型不限于上述實例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型的揭示，不脫離本實用新型的范疇所做出的改進和修改都應(yīng)該在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種模擬土拱效應(yīng)及加筋土拱作用的試驗裝置，包括試驗主箱(I)、支撐部件(4)、活動隔板(5)、活動擋板(6)、固定擋板(7)和旋轉(zhuǎn)盤(10)，其特征在于:試驗主箱⑴固定于支撐部件(4)上方，活動隔板(5)通過螺栓固定于試驗主箱(I)底部，螺紋桿(9) 一端連接旋轉(zhuǎn)盤(10)，另一端上方放置有活動擋板(6)，所述活動擋板(6)位于活動隔板(5)下方，固定擋板(7)位于活動擋板(6)下方，且固定擋板(7)通過支撐彈簧(8)與活動擋板(6)連接；試驗主箱(I)上設(shè)有位移刻度線(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬土拱效應(yīng)及加筋土拱作用的試驗裝置，其特征在于所述試驗主箱(I)兩側(cè)設(shè)有卸土裝置(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬土拱效應(yīng)及加筋土拱作用的試驗裝置，其特征在于試驗主箱(I)為長方體結(jié)構(gòu)，其正面采用透明擋板。
【文檔編號】G01N33/24GK203606356SQ201320713433
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】李殷堂, 張志超, 王昊, 施明哲, 帖拓, 吳明兒 申請人:同濟大學(xué)