[实用新型]下沉筒型基础土体变化试验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于基础结构试验装置技术领域，特别是一种可直观观测筒型基础下沉过程中筒体中土芯及筒体外侧土体的变化情况的下沉筒型基础土体变化试验装置。

背景技术

土体破坏有自身的特点：(1)土体的本构模型在主流观点中是弹塑性模型，但土体破坏比弹塑性模型材料的破坏更加复杂；(2)土体具有固、液、气三相性，在土体变形时因压缩或剪切会产生应力重分布。(3)土体还具有散碎性、不均匀性，在不同应力状态下产生不同的破坏变形，表现的力学性能不同。筒型基础如沉井、沉箱具有自身刚度大、断面可大可小、承载力大、抗震性好等优点，在交通领域、水利设施领域、市政工程领域有着广泛的应用。

关于筒型基础的承载力研究，需要根据筒型基础贯入土中对土体的扰动情况进行分析。由于现场原位试验需要耗费大量人力、物力、财力，另外试验场地条件等复杂因素对试验的影响很大，常常导致试验结果可靠性较低。

中国发明专利“原位量测筒型基础沉贯端阻力和摩阻力的方法”(申请号：201510095374.0，公开日：2016.8.24)公开了一种原位量测筒型基础沉贯端阻力和摩阻力的方法，利用的量测装置包括筒型基础、总沉贯阻力量测装置、端阻力量测装置、内侧摩阻力量测装置和外侧摩阻力量测装置。其可直接量测筒型基础的端阻力和摩阻力，采用装配式筒型结构，筒内外侧均设置摩擦环，可以充分体现工程中筒型基础沉放过程中的挤土效应，使测得的端阻力和摩阻力更加趋近实际情况；并将端阻力、内侧摩阻力、外侧摩阻力分别量测，并可对量测数据进行连续实时记录，量测数据可直接使用，可以更好地指导筒型基础沉放设计和施工。

但是，现有筒形基础下沉引起的土体变化观测研究，具有以下缺点：(1)不能直观观测筒型基础内的土芯增长、压缩变化情况，只能推测计算土塞高度的变化；(2)不能直观观测筒型基础周围土体的变化情况，只能观测最后的周围土体的隆起破坏情况。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种下沉筒型基础土体变化试验装置，可直观观测筒型 基础下沉过程中筒体中土芯及筒体外侧土体的变化情况。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：

一种下沉筒型基础土体变化试验装置，包括模型箱、半模筒型基础和反力架；所述模型箱一侧壁为透明钢化玻璃，所述半模筒型基础的下端和一侧壁为开口，所述反力架的两臂与模型箱固定连接，其横梁位于模型箱之上，在所述半模筒型基础的闭口上端与反力架横梁之间设有千斤顶，所述半模筒型基础在千斤顶作用下可沿模型箱的透明钢化玻璃内壁下沉，所述半模筒型基础的开口侧壁朝向模型箱的透明钢化玻璃。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点为：

1、本实用新型试验装置测试时，半筒型基础在下沉过程中，可以通过钢化玻璃清晰地观测筒型基础在下沉过程中筒体中土芯的形成和变化情况；

2、同时本实用新型还可以连续观测筒体外侧土体随筒体压入土体过程的变化情况和位移影响范围；

3、利用CCD相机跟踪拍摄土体的微观位移，利用数字图像技术得出土芯的土体位移发展趋势判断土芯土体的挤密情况和土颗粒的力链发展判断土芯的受力情况。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型下沉筒型基础土体变化试验装置的结构示意图

图2为图1的左视图。

图3为支撑组合完成示意图。

图4为齿轮固定孔示意图。

图5为销钉示意图。

图6为半模筒型基础的结构示意图。

图中，模型箱1，半模筒型基础2，反力架3，千斤顶4，支撑板5，支撑机构6，CCD相机7

透明钢化玻璃11，半模筒型基础下端21，半模筒型基础闭口上端22，半模筒型基础开口侧壁23、闭口侧壁24，反力架臂31、32，反力架横梁33，

丝杠61，螺母62，导轨63，齿轮64，销钉65，齿轮固定孔66。

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型下沉筒型基础土体变化试验装置，包括模型箱1、半模 筒型基础2和反力架3；