[实用新型]测量管桩水平荷载作用下位移量的模型试验装置

说明书

本实用新型公开了一种测量管桩水平荷载作用下位移量的模型试验装置，其包括加载装置、模型箱、测量装置、管桩，加载装置包括上部结构、下部结构、连接线、砝码，上部结构的高度可调，上部结构的上端设置有水平杆和定滑轮，测量装置包括百分表和可伸缩的伸缩杆，伸缩杆一端与百分表的挡帽连接，其另一端与加载装置的水平杆连接；模型箱为顶部开口的透明箱体，模型箱内设置试验用土，管桩竖向设置在所述模型箱的试验用土内，连接线的一端与管桩连接，其另一端绕过定滑轮后与砝码连接，百分表的测量头与管桩的桩身表面接触，且测量头与连接线平行设置。本实用新型具有受力合理、便于操作、可视化等优点。

技术领域

本实用新型涉及一种测量管桩水平荷载作用下位移量的模型试验装置，属于地基加固技术领域。

背景技术

管桩作为一种常用的地基处理技术，因其穿透能力强、施工快捷、对周围环境污染小等优点,在各类地基加固工程中得到了广泛应用。目前对于管桩的研究多集中在对其竖向承载能力发挥方面，但管桩及其上部结构也受到多种形式的水平荷载，如管桩施工过程中由于挤土效应所产生的对临近桩体的水平压应力，日常运营中的风力、汽车制动力、地震力及浪潮力等。随着高程建(构)筑物的大量兴建，各类水平荷载成为了此类建(构)筑物设计中的控制因素。管桩在受水平荷载作用时会因其水平抗力不足而出现桩身倾斜甚至桩身断裂等情况，尤其在软土地区或采用短桩加固时更易发生。管桩水平承载能力大小或其在水平荷载作用下的降低程度取决于桩、土相互作用下的管桩位移量，而位移量的大小则直接决定着其上部结构的稳定性乃至其倒塌概率。目前有关管桩水平受荷的现场检测、模型试验以及理论研究还很少，因此深入开展管桩在水平荷载作用下的位移特性研究具有十分重要的意义。

本实用新型提供一种测定管桩在不同水平荷载作用下位移量的相似模型试验装置，利用该装置通过室内模型试验方式即可快速、方便、精确地测量不同工况下的管桩在不同水平荷载作用下的位移量大小，从而为现场原型桩水平位移量预测提供理论依据。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种测量管桩水平荷载作用下位移量的模型试验装置。

本实用新型是通过如下技术方案来实现的：一种测量管桩水平荷载作用下位移量的模型试验装置，其特征是：包括加载装置、模型箱、测量装置、管桩，所述加载装置包括上部结构、下部结构、连接线、砝码，所述下部结构包括底板和竖向固定连接在所述底板上的第一空心圆管，所述上部结构包括竖向设置的第二空心圆管、设置在所述第二空心圆管上端的水平杆和定滑轮，所述水平杆水平设置并一端与所述第二空心圆管连接，所述定滑轮的轮槽的最高点高于所述第二空心圆管的顶端，所述第一空心圆管和所述第二空心圆管的管壁上沿高度方向均设置有若干个贯穿孔，所述第二空心圆管插装在所述第一空心圆管内并通过固定销连接；所述测量装置包括百分表和可伸缩的伸缩杆，所述伸缩杆一端与百分表的挡帽连接，其另一端与加载装置的水平杆连接；所述模型箱为顶部开口的透明箱体，所述模型箱内设置试验用土，所述管桩竖向设置在所述模型箱的试验用土内，所述连接线的一端与所述管桩连接，所述连接线的另一端绕过所述定滑轮后与砝码连接，所述百分表的测量头与所述管桩的桩身表面接触，且测量头与所述连接线平行设置。

本实用新型中，模型箱内可装填不同特性的试验用土，用于模拟管桩所处的不同的地质条件。加载装置可通过砝码对模型箱内的管桩加载水平载荷，通过改变砝码质量，可对管桩加载不同的水平载荷。测量装置可通过百分表对管桩的水平位移量进行测量。采用透明的模型箱，便于观测，保证试验的可视化。本实用新型中的管桩是根据现场原型桩依据相似原理制成。

进一步的，为便于连接线与管桩的可靠连接，所述管桩的上部桩身外表面设置有环槽，所述连接线的一端通过所述环槽与所述管桩连接。

进一步的，为便于连接线与砝码连接，所述连接线与砝码连接的一端设置有挂钩，所述连接线通过挂钩与砝码连接。

进一步的，为便于确定管桩的埋设深度，所述管桩的桩身上设置有刻度尺。