[实用新型]一种测量静止土压力系数的模型箱

说明书

本实用新型提供一种测量静止土压力系数的模型箱，包括钢筋混凝土管、上部表面承压板、下部承压板和若干三维土压力盒，下部承压板设置在底部基础板上，上部表面承压板上设有两根呈正交状态的支撑梁，支撑梁交点处设有千斤顶，千斤顶的外部架设有两根呈正交状态的水平支撑梁，水平支撑梁分别设有与底部基础板连接的竖直支撑梁。本实用新型的有益效果是：模拟土体内的三维应力状态并使之与工程实际相吻合；三维土压力盒经由埋设土体三维测试设备的探杆埋置到预定位置测土体的深度不受限；通过五个三维土压力盒来确定土体内一点的水平有效应力与竖直有效应力；操作简单、成本低、数据准确、可靠性高等显著优点，在工程中，具有很大的实用价值。

技术领域

本实用新型属于岩土工程测试领域的测量静止土压力系数的模型箱，可用于测量土体中一点处的静止土压力系数。

背景技术

基础工程设计中，土的静止侧压力系数K₀是较为重要的技术指标。当地层作用有上部外荷载时，其水平方向的应力状态，对作用在挡土结构物上的应力分布、安全性及工程措施和工程造价等均有直接影响，但是，由于K₀值的确定受到土性、孔隙水压力、扰动程度及土的结构性等多方面影响，使得现场测定水平有效应力的方法不多且困难。因此，一般在工程实践中主要采用经验公式对其进行估算。

中国专利号为200910258391.6、201210286046.5和201710090045.6等文献均公布了一类静止土压力系数测定方法及装置的内容。但是这些测定方法及装置都有其适用局限性，且容易产生误差，对测试的结果影响较大。本装置可以测定土体中一点的水平有效应力和竖直有效应力，快捷地得出静止土压力系数的数值，为工程实践过程中静止土压力系数的测量提供了一种准确方便的技术。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种测量土体静止土压力系数的模型箱，以便在实验及工程实践中准确测量土体的静止土压力系数，此模型箱具有操作简单、成本低、数据准确、可靠性高等优点，可在实验室及工程实践中推广应用。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于测量土体的静止土压力系数的模型箱，该模型箱包括：钢筋混凝土管、上部表面承压板、下部承压板、千斤顶、三维土压力盒、支撑梁、水平承压梁、底部基础板、竖直承压梁；将三维土压力盒放入带有下部承压板的钢筋混凝土管内部，在土体表面盖上上部表面承压板，上部表面承压板的直径与钢筋混凝土管的内径相同，在上部表面承压板上焊接有两根呈正交状态的支撑梁，将百分表夹在支撑梁上，以便观测该装置在测试中的位移，将千斤顶放置在支撑梁交点处，将两根呈正交状态的水平支撑梁架设在千斤顶的支撑面上，水平支撑梁与四根竖直支撑梁连接，竖直支撑梁与底部基础板连接，从而形成用于测量静止土压力系数的模型箱。

钢筋混凝土管中的填土视为各向同性土体，在填土过程中在土体的某一平面中布置三维土压力盒，三维土压力盒的布置方式为沿钢筋混凝土管壁，每隔90°布置一个三维土压力盒，在该土体平面圆心位置处布置一个三维土压力盒；上部表面承压板可用于均匀承担施加在土体的外力，扩大土体的整体承压面积；下部承压板可用于将模型中的土体与模型的外界土体隔离，避免影响测量的准确性和可靠性；所述的千斤顶可用于提供施加在模型上的外力；三维土压力盒有导线与外界的测量仪器相连。支撑梁呈正交状态，可使千斤顶的作用力均匀地作用于模型的上表面。水平承压梁端部水平方向设有槽孔，其大小可将竖直承压梁楔入，竖直方向设有螺纹槽。竖直承压梁上端部设有螺纹槽，其大小与水平承压梁端部螺纹槽相同，下端部焊接有带螺纹槽的方形底座。水平承压梁与竖直承压梁通过端部螺纹槽的螺栓相连接；底部基础板设有与竖直支撑梁底座螺纹槽大小相同的螺纹槽，底部基础板与竖直承压梁通过螺丝相连接。