[发明专利]一种平板载荷室内模型试验装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种平板载荷室内模型试验装置及使用方法，包括模型槽、反力模块、牵拉模块和量测模块；模型槽内充填有待沉降土体；反力模块包括液压千斤顶、反力架和承压板；反力架包括反力横梁、立柱和外接框架；反力横梁水平设在外接框架的正上方；液压千斤顶的顶部与反力横梁相连接，液压千斤顶能对承压板施加压力荷载；牵拉模块包括拉杆，拉杆底部设有电磁铁；量测模块包括磁铁、可伸缩杆、位移传感器、电脑和横杆。本发明采用位移传感器测量沉降，能精准测量沉降过程中位移随时间变化关系。在进行室内载荷试验时，能有效解决反力问题，且操作方便，能准确地测量一定荷载下填土的沉降量，使测量值更为接近实际载荷值。

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，特别是一种平板载荷室内模型试验装置及使用方法。

背景技术

由于工程建设的需要，在需要测量土的承载能力时，常用的方法为平板载荷试验。普通的平板载荷试验为原位试验，在室外场地进行，而对于一些特殊土，则需要在室内进行载荷试验。室内载荷试验一般采用缩尺试验，在室内的模型槽中进行。

在进行载荷试验时，填土种类不同，其加载性质也有很大差别。对于需在短时间内完成沉降的填土，如钙质砂，根据Q-S-t曲线可知，钙质砂地基的沉降是瞬时完成的，在增加上覆载荷时，很可能因为瞬时的冲击力导致钙质砂地基瞬时沉降，一般在20s内即可完成接近80%的沉降量，且在10min之内基本完成所有沉降，并保持稳定。因此，若在增加上覆载荷之前，位移传感器未安装好或初始读数未调零或上覆载荷增加过程过于缓慢，则很有可能在增加上覆载荷的瞬时发生较大的沉降，导致来不及记录数据。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种平板载荷室内模型试验装置及使用方法，该平板载荷室内模型试验装置及使用方法，采用位移传感器测量沉降，能精准测量沉降过程中位移随时间变化关系。在进行室内载荷试验时，能有效解决反力问题，且操作方便，能准确地测量一定荷载下填土的沉降量，使测量值更为接近实际载荷值。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种平板载荷室内模型试验装置，包括模型槽、反力模块、牵拉模块和量测模块。

模型槽内充填有待沉降土体。

反力模块包括液压千斤顶、反力架和承压板。

反力架包括反力横梁、立柱和外接框架。外接框架同轴套设在模型槽的外周且位置固定。反力横梁水平设置在外接框架的正上方，且通过立柱与外接框架相连接。

液压千斤顶的顶部与反力横梁相连接，液压千斤顶能对承压板施加压力荷载。承压板位于待沉降土体的正上方。

牵拉模块包括拉杆，拉杆与位于液压千斤顶外侧的反力横梁底部滑动连接；拉杆底部设置有电磁铁，当拉杆滑移至液压千斤顶处时，电磁铁能将承压板或液压千斤顶进行电磁吸附；

量测模块包括磁铁、可伸缩杆、位移传感器、电脑和横杆。

横杆水平放置在模型槽顶部。

磁铁吸附在承压板顶部，磁铁顶部与可伸缩杆底部相连接，可伸缩杆顶部连接位移传感器；通过调节可伸缩杆的竖向长度，能使位移传感器的测量头与横杆相接触，位移传感器与电脑相连接。

反力横梁的高度能够调节。

立柱与反力横梁螺纹连接，位于反力横梁两侧的立柱上各套装一个六角螺母，通过调节六角螺母，实现反力横梁的高度调节。

牵拉模块还包括滑轮、滑槽和电控制装置，滑槽设置在反力横梁底部，滑轮设置在拉杆顶部，拉杆和电磁铁均与电控制装置相连接。

反力横梁上设置有水平泡。

外接框架包括反力底架和拼接在反力底架四周的四块反力侧架；反力底架压放在模型槽下方，反力侧架位于模型槽的外周。