一种用于抗滑桩试验的装置的制作方法

1.本实用新型涉及边坡支护技术领域，特别是一种用于抗滑桩试验的装置。


背景技术：

2.现有技术中，抗滑桩试验装置对抗滑桩锚固段的固定都是采用刚性支座，支座不会产生变形或者位移，这样的装置虽然能在一定程度上模拟并检测抗滑桩自由段在滑坡推力作用下的变形情况，但忽视了实际与抗滑桩锚固段接触的嵌固基岩的地基反力对抗滑桩的影响，事实上，不同的工程中与抗滑桩接触的基岩性质是不同的：有的是硬岩，其强度高、刚度大、变形小，因而抗滑桩锚固段位移小；有的是软岩，其强度低、刚度小、变形大，因而抗滑桩锚固段位移大，不同的基岩性质决定了不同的地基反力，而地基反力对抗滑桩受力变形规律的研究也起着重要的作用。抗滑桩试验中如果不考虑基岩地基反力的作用，将使抗滑桩在试验中的受力情况与在实际使用中的受力情况出现较大偏差，导致获取的试验数据不准确、不全面，甚至会对抗滑桩的设计和使用造成误判。


技术实现要素：

3.针对背景技术的问题，本实用新型提供一种用于抗滑桩试验的装置，以解决现有技术中抗滑桩试验装置由于没有考虑地基反力作用，导致试验数据与实际偏差较大，试验数据不准确、不全面的问题。
4.为实现本实用新型的目的，本实用新型提供了一种用于抗滑桩试验的装置，所述抗滑桩的横截面为矩形，其创新点在于：所述装置包括支撑框架和弹性模组；所述支撑框架包括底板和4个立板，所述底板为矩形，所述底板包括4个矩形边，4个所述立板分别固定设置在底板上侧面的4个矩形边上，单个所述立板与对应的矩形边平行，4个所述立板均与所述底板垂直，所述底板上设置有用于固定所述支撑框架的螺栓孔，所述立板的中部设置有多个第一通孔，单个立板上的多个所述第一通孔沿与底板的垂直方向均匀分布；
5.所述弹性模组设置在所述支撑框架内，所述弹性模组由多个子弹性模组组成，多个所述子弹性模组沿与所述底板垂直的方向层叠；单个所述子弹性模组由4个弹性组件组成，4个所述弹性组件分别与4个所述立板连接；
6.单个弹性组件包括内侧板、外侧板、连接管、中心杆、2个支撑杆、3个弹簧和2个螺母；所述内侧板和外侧板均为矩形，所述内侧板的轴向和外侧板的轴向均与所述底板平行；所述外侧板的外侧面上设置有2个第二通孔和1个第三通孔，2个所述第二通孔沿所述外侧板的轴向分布，所述第三通孔设置在2个第二通孔之间，所述第二通孔的孔径与所述支撑杆的直径匹配，所述第三通孔的孔径与所述中心杆的直径匹配；所述连接管的一端与所述立板的内侧面固定连接，所述连接管的另一端与所述外侧板的外侧面固定连接，所述外侧板与所连接的立板平行，所述内侧板与外侧板平行；所述连接管的孔与立板对应高度上的第一通孔位置相对，所述连接管的孔还与所述第三通孔的位置相对；所述中心杆的一端与内侧板的外侧面固定连接，中心杆的另一端依次穿过所述第三通孔、连接管的孔和第一通孔
且露出于所述立板的外侧面；2个所述支撑杆分别套装在2个所述第二通孔内，支撑杆的一端与内侧板的外侧面固定连接，支撑杆的另一端从所述外侧板的外侧面穿出，露出外侧板外侧面的支撑杆的杆段外周面上设置有外螺纹，所述外螺纹与所述螺母的内螺纹匹配；2个所述螺母分别套装在2个所述支撑杆的外螺纹段上；3个所述弹簧分别套装在中心杆和2个支撑杆上，所述弹簧的一端与所述内侧板的外侧面接触，弹簧的另一端与所述外侧板的内侧面接触，所述弹簧处于压缩状态；
7.单个子弹性模组所辖的4个弹性组件的内侧板围成一个矩形框，所述矩形框围成的矩形大小与所述抗滑桩的横截面大小匹配。
8.进一步地，所述中心杆的自由端附近杆段的外周面上设置有刻度，所述刻度沿中心杆的轴向设置。
9.本实用新型的原理如下：
10.本实用新型所述的装置用于在抗滑桩试验中对抗滑桩的锚固段进行约束，为了模拟抗滑桩在实际使用过程中所受的基岩地基反力，发明人创造性地采用弹性模组来模拟不同刚度的基岩，并通过支撑框架来提供支反力以及为获取弹簧变形量提供参考基准，进而通过计算获取地基反力等地基参数，用于对抗滑桩的受力研究。
11.具体来说，支撑框架为整个装置提供了固定基础，特别是其四周的立板为试验提供了支反力，立板的外侧面又为弹性模组的变形测量提供了参考基准；本装置的核心部分即弹性模组，而其中的弹性组件为其最小的组成单元，当试验中对抗滑桩的自由段施加某个方向的载荷时，抗滑桩即向相应方向倾斜位移，同时抗滑桩推动相应侧弹性组件的内侧板使弹簧压缩变形，通过中心杆相对立板外侧面的位移量即可得到弹簧压缩变形量，结合弹性组件的弹簧数量及弹簧的弹性系数即可计算出该弹性组件由于压缩变形产生的弹力，而这个弹力即该弹性组件模拟的在该深度上基岩的地基反力。在同一深度上的4个弹性组件布置在四个方向形成一个子弹性模组，对于子弹性模组来说，可以根据实际情况，通过调节各个弹性组件的螺母使弹簧产生一定的预压力，来模拟实际使用中，与抗滑桩锚固段接触的基岩在各个方向对抗滑桩的压力，另一方面，4个方向均布置弹性组件，也更便于对抗滑桩各个方向进行加载试验。而多个子弹性模组在垂直方向进行层叠布置，其目的在于通过对不同深度的弹性组件的中心杆的位移量进行测量，即可获取抗滑桩在各个不同深度上的地基反力及相关数据，以获取更全面、更准确的试验数据。为了更方便地进行中心杆的位移测量，作为优化，在中心杆的自由端杆段上设置刻度，即可直接方便地对弹簧的变形量进行读取。
12.事实上，本装置的弹簧数量和弹簧的弹性系数等参数都可以根据抗滑桩实际所处的基岩参数进行调整，例如可根据抗滑桩实际所处基岩可能的最大地基反力和地基系数，结合相似理论得到试验所需的最大地基反力和地基系数，然后计算出试验所需的弹簧的弹性系数及数量，从而使装置更贴近实际基岩的刚度等性质，使获取的试验数据更准确。上述计算方法和理论本领域技术人员都可以在现有技术的资料或手册上获取。
13.由此可见，本实用新型具有如下的有益效果：采用本实用新型所述的装置来进行抗滑桩的受力试验，由于能模拟抗滑桩锚固段基岩变形对抗滑桩的受力影响，从而获取实际的地基反力等数据，使试验获取的数据更全面、更准确，极大提高了对抗滑桩的实际受力研究结果的真实性、可靠性。
附图说明
14.本实用新型的附图说明如下。
15.附图1为本实用新型的结构示意图；
16.附图2为图1的俯视图；
17.附图3为本实用新型用于试验中的结构示意图。
18.图中：1、底板；2、立板；3、内侧板；4、外侧板；5、连接管；6、中心杆；7、支撑杆；8、弹簧；9、螺母；10、抗滑桩；11、千斤顶。
具体实施方式
19.下面结合实施例对本实用新型作进一步说明。
20.如附图1和附图2所示的用于抗滑桩10试验的装置，所述抗滑桩10的横截面为矩形，所述装置包括支撑框架和弹性模组；所述支撑框架包括底板1和4个立板2，所述底板1为矩形，所述底板1包括4个矩形边，4个所述立板2分别固定设置在底板1上侧面的4个矩形边上，单个所述立板2与对应的矩形边平行，4个所述立板2均与所述底板1垂直，所述底板1上设置有用于将所述支撑框架固定到试验平台上的螺栓孔，所述立板2的中部设置有多个第一通孔，单个立板2上的多个所述第一通孔沿与底板的垂直方向均匀分布；
21.所述弹性模组设置在所述支撑框架内，所述弹性模组由多个子弹性模组组成，多个所述子弹性模组沿与所述底板的垂直方向层叠；单个所述子弹性模组由4个弹性组件组成，4个所述弹性组件分别与4个所述立板2连接；
22.单个弹性组件包括内侧板3、外侧板4、连接管5、中心杆6、2个支撑杆7、3个弹簧8和2个螺母9；所述内侧板3和外侧板4均为矩形，所述内侧板3的轴向和外侧板4的轴向均与所述底板1平行；所述外侧板4的外侧面上设置有2个第二通孔和1个第三通孔，2个所述第二通孔沿所述外侧板4的轴向分布，所述第三通孔设置在2个第二通孔之间，所述第二通孔的孔径与所述支撑杆7的直径匹配，所述第三通孔的孔径与所述中心杆6的直径匹配；所述连接管5的一端与所述立板2的内侧面固定连接，所述连接管5的另一端与所述外侧板4的外侧面固定连接，所述外侧板4与所连接的立板2平行，所述内侧板3与外侧板4平行；所述连接管5的孔与立板2对应高度上的第一通孔位置相对，所述连接管5的孔还与所述第三通孔的位置相对；所述中心杆6的一端与内侧板3的外侧面固定连接，中心杆6的另一端依次穿过所述第三通孔、连接管的孔和第一通孔且露出于所述立板2的外侧面；所述中心杆6的自由端附近杆段的外周面上设置有刻度，所述刻度沿中心杆6的轴向设置；2个所述支撑杆7分别套装在2个所述第二通孔内，支撑杆7的一端与内侧板3的外侧面固定连接，支撑杆7的另一端从所述外侧板4的外侧面穿出，露出外侧板4外侧面的支撑杆7的杆段外周面上设置有外螺纹，所述外螺纹与所述螺母9的内螺纹匹配；2个所述螺母9分别套装在2个所述支撑杆7的外螺纹段上；3个所述弹簧8分别套装在中心杆6和2个支撑杆7上，所述弹簧8的一端与所述内侧板3的外侧面接触，弹簧8的另一端与所述外侧板4的内侧面接触，所述弹簧8处于压缩状态；
23.单个子弹性模组所辖的4个弹性组件的内侧板3围成一个矩形框，所述矩形框围成的矩形大小与所述抗滑桩10的横截面大小匹配。
24.如附图3所示，进行抗滑桩试验前，首先将抗滑桩10的锚固段放入本装置的中心空间内，使抗滑桩10的底面与底板1接触，然后调节各个子弹性组件的螺母9，使各个子弹性组
件的内侧板3均与抗滑桩10的侧面接触，也可根据试验需要通过调节螺母9压缩弹簧8对抗滑桩的侧面施加一定的预压力，同时记录各个弹性组件弹簧9的预压缩量。试验时，通过设置在抗滑桩10一侧的千斤顶11对抗滑桩10的某侧面分级施加载荷，使抗滑桩10发生偏转位移挤压对侧的各个弹性组件的内侧板3，每次施加一级载荷，即记录各个弹性组件的中心杆6相对立板2外侧面的位移量，即得到弹簧9在本级载荷下的压缩量，然后即可根据上述获取的弹簧压缩量，通过以下公式计算当前载荷下某个弹性组件产生的地基反力p
m
。所述公式为：p
m
＝nk(x
m0
x
mn
)，其中p
m
表示第m层子弹性模组的弹性组件产生的地基反力，m的最大取值为子弹性模组的个数，即弹性模组的最大层数；n为单个弹性组件的弹簧个数，本实施例中n＝3；k为单个弹簧的弹性系数；x
m0
为第m层弹性组件的弹簧的预压缩量；x
mn
为第m层弹性组件的弹簧在第n级载荷下的压缩量，其中n的最大取值为施加载荷的最大级数。