[实用新型]一种多元桩基模拟试验箱

说明书

技术领域

    本实用新型涉及基础结构试验技术领域，尤其是涉及一种多元桩基的室内模拟试验装置。 

背景技术

近十多年来，复合地基技术得到了很大发展。在复合地基中，三种类型的桩（散体材料桩、柔性桩和刚性桩）的承载能力和变形特性是不同的，每一种地基处理方法都有其适用的范围和优缺点。现行复合地基设计方法主要思路是综合桩土共同作用，借鉴已较成熟的桩基础和天然地基设计模式，现有设计主要依据室内试块强度。模拟试验的基本原理是：将建筑物和水泥土桩复合地基原型同比例缩小进行模拟实验，模拟实验的理论基础是相似原理。中国专利授权公告号CN101532930A，授权公告日期2009年9月16日，名称为“模型桩动力循环试验系统”的实用新型专利，公开了一种室内模型桩动力循环试验系统。该试验系统包括模型槽、压力架、加载装置、信号发生系统和数据采集装置。模型槽采用较大规格的钢槽，其底部为防水结构，且在底部中心位置设有注水管道。槽口均匀布置有多个用于模型槽的吊装以及固定反力架的圆形螺栓孔。加载装置通过压力架与模型槽连接固定，对桩体施加荷载。数据采集装置通过信号发生系统与受力桩体相连，测得试验数据。该试验系统能够最大限度减小模型试验中普遍存在的“模型箱效应”，且同时集成了具有高精度和长期稳定性的加载装置以及量测装置，能够精确真实的反映模型试验过程中各实测参数的变化。但是，该试验系统不能对多元复合地基中桩、土荷载传递规律、桩一土一承台一垫层共同作用机理；桩型及布桩方式对多元复合地基承载特性及沉降的影响；多元复合地基整体安全度分析及沉降量、沉降差的计算；动力荷载作用下多元复合地基中桩、土共同作用性状等动力反应特征作综合性试验测试，从而不能建立多元复合地基优化设计的数学模型，实现多元复合地基强度与变形的协调、经济和技术的有机统一。 

发明内容

为了解决现有技术对多元复合地基强度与变形等性能不能进行综合试验测试，本实用新型提供一种多元桩基模拟试验箱，还原多元复合地基现场条件，建立多元复合地基承载过程数学模型，合理完成一定控制条件的多元复合地基试验，为设计提供最优方案。 

本实用新型的技术方案是：一种多元桩基模拟试验箱，它包括箱体、箱体内的试验桩和试验用土，箱体的底部设置隔板，隔板设有若干桩孔，桩孔中设有测试弹簧，试验桩插入桩孔，试验桩表面设置传感器，试验用土的上方设有柔性加载器。测试弹簧模拟地基，柔性加载器对试验用土加压，通过传感器读取试验桩的测试数据。一个箱体同时能测试多个试验桩，按测试试验需要能模拟不同的地基，还原多元复合地基现场的条件，建立多元复合地基承载过程数学模型，合理完成一定控制条件的多元复合地基试验，给出与试验条件相同软土特征下多元复合地基实用设计方法，找到满足承载力和沉降要求多元桩型和桩土模量比的最优方案。 

作为优选，柔性加载器为囊状结构，柔性加载器的上部设置开口，开口伸出箱体的外表面。从开口中向柔性加载器充气，气体充满柔性加载器的囊。充满气体的柔性加载器作为试验压力加载在试验用土上面，施加的压力均匀，加载压力可调节。 

作为优选，箱体的侧壁设有引流管，引流管的一端与箱体的内腔连通，引流管的另一端伸出箱体侧壁外表面。引流管将试验用土中多余的水导出模拟试验箱，使试验用土与实际用土条件更接近，保证试验数据可靠性。 

作为优选，柔性加载器与试验用土之间设有砂垫层；砂垫层与建筑物的垫层结构相同，试验情况更接近现场条条件。 

作为优选，试验桩的底部设置垫圈，垫圈的外径与桩孔的孔径相匹配；使用垫圈防止测试弹簧损坏试验桩。 

作为优选，引流管与箱体侧壁连接处的管口，设有过滤网；阻止试验用土与水一起流失。 

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：一个箱体同时能测试多个试验桩，按测试试验需要能模拟不同的地基，还原多元复合地基现场的条件，建立多元复合地基承载过程数学模型，为设计找到最优方案。 

附图说明

附图1为本实用新型的一种结构示意图。 

图中：1-柔性加载器；2-引流管；3-箱体；4-测试弹簧；5-试验桩；6-传感器；7-试验用土；8-砂垫层；11-开口；21-过滤网；31-隔板；32-桩孔；51-垫圈。   

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。 

实施例1： 

如图1所示，一种多元桩基模拟试验箱，它包括箱体3、箱体3内的试验桩5和试验用土7。箱体3为密闭的容器，箱体3的上方设有箱盖。箱盖通过螺钉与箱体3连接。箱体3的底部设置隔板31，隔板31设有若干桩孔32。本实施例选用三个桩孔32。桩孔32的孔径与试验桩5的直径相等。桩孔32中设有测试弹簧4。测试弹簧4的外径与桩孔32的孔径相等。测试弹簧4的负荷模拟地基的承受的压力。试验桩5的底部设置垫圈51。垫圈51的外径与桩孔32的孔径相等。试验桩5插入桩孔32。试验桩5通过垫圈51压在测试弹簧4上面。试验桩5表面设置传感器6。传感器6通过导线与箱体3外的接收仪器相连接（图中未表示）。试验用土7充满隔板31上方的箱体3内，试验桩5未插入桩孔32部分埋在试验用土7中。试验用土7的上方设有柔性加载器1。柔性加载器1为囊状结构。柔性加载器1的上部设置开口11，开口11伸出箱体3的外表面。箱体3的箱盖设置通孔，开口11穿过通孔伸出箱体3。开口11与气泵（图中未表示）连接。柔性加载器1与试验用土7之间设有砂垫层8。砂垫层8模拟建筑物的垫层结构。砂垫层8覆盖在试验用土7上面，柔性加载器1压在砂垫层8的上面。箱体3的侧壁设有引流管2。引流管2的一端与箱体3的内腔连通，引流管2的另一端伸出箱体3侧壁外表面。引流管2与箱体3侧壁连接处的管口，设有过滤网21。