變形可視的樁基模型試驗(yàn)加載箱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種變形可視的粧基模型試驗(yàn)加載箱。
【背景技術(shù)】
[0002]由于粧基的原型試驗(yàn)需花費(fèi)大量的人力、物力和時(shí)間或其它因素的限制無法實(shí)現(xiàn)，加之變截面粧結(jié)構(gòu)形式的特殊性，其承載特性、粧土相互作用和變形特性比一般的直粧更要復(fù)雜得多，其不僅受粧周土特性影響，更受粧的變截面位置，變截面比等粧的結(jié)構(gòu)形式參數(shù)影響，要掌握變截面粧的力學(xué)行為更是難上加難，原型試驗(yàn)很難全面和清晰地反映變截面粧的完整工作性狀和粧周土體的變形破壞情況。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種變形可視的粧基模型試驗(yàn)加載箱，可以在試驗(yàn)的過程中觀察土體的變形和破壞情況，強(qiáng)度高。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，變形可視的粧基模型試驗(yàn)加載箱，包括由等邊角鋼焊接而成的模型箱，模型箱的底板為槽鋼十字交叉焊接，底板中間四個(gè)方向的槽鋼各向外伸用以連接基粧豎向加載裝置，模型箱內(nèi)設(shè)置粘土;模型箱上設(shè)置有基粧橫向加載裝置、基粧豎向加載裝置。
[0005]進(jìn)一步的，基粧豎向加載裝置包括杠桿，杠桿位于模型箱頂端，杠桿的一端鉸接于立柱上，立柱的底端與模型箱底板向外伸的槽鋼螺栓固定，杠桿上設(shè)置有可調(diào)高加載柱，可調(diào)高加載柱的下端豎直設(shè)置鋼墊板，鋼墊板下設(shè)置模型粧，杠桿的另一端設(shè)置有加載設(shè)備，模型粧設(shè)置在模型箱內(nèi)緊靠模型箱內(nèi)壁中部。
[0006]進(jìn)一步的，模型粧側(cè)面粘貼應(yīng)變片，在粘貼應(yīng)變片的貼片部位處涂抹一薄層環(huán)氧樹脂膠，應(yīng)變片通過導(dǎo)線與應(yīng)變測(cè)試儀連接。
[0007]進(jìn)一步的，基粧橫向加載裝置包括鋼絞線，鋼絞線一端固定在模型粧與粘土交界面上部的模型粧上，鋼絞線另一端水平引出并通過定滑輪轉(zhuǎn)為豎向而下，在鋼絞線的末端設(shè)置有砝碼，在模型粧頂部位置設(shè)置百分表。
[0008]進(jìn)一步的，模型箱的四個(gè)側(cè)面設(shè)置厚度為15mm的透明鋼化玻璃，透明鋼化玻璃的外表面設(shè)置透明光滑玻璃膜。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果是:本模型箱采用大剛度型鋼構(gòu)成骨架，四面設(shè)置15mm厚鋼化玻璃，根據(jù)基粧自身結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性和基粧在豎向荷載作用下變形的對(duì)稱性，試驗(yàn)時(shí)可以采用半粧進(jìn)行橫擬，將半粧貼緊玻璃表面，適當(dāng)涂抹士林，以減小粧和玻璃的摩阻力。試驗(yàn)時(shí)，箱內(nèi)基粧周圍填土，當(dāng)粧體帶動(dòng)周圍介質(zhì)變形時(shí)，可以透過玻璃觀察土體變形的發(fā)展及破壞形態(tài)。該模型箱可以直觀的顯現(xiàn)基粧發(fā)生豎向變形時(shí)粧土的相互作用，進(jìn)而分析粧周土體的破壞模式。同時(shí)本模型還配置了基粧橫向加載裝置，通過與豎向加載裝置的聯(lián)合使用，可以研究基粧在豎向和水平向雙向荷載作用下變形。本模型箱適用于所有截面形狀對(duì)稱及變形對(duì)稱的基粧豎向載荷試驗(yàn)。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型加載箱具備基粧橫向加載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是本實(shí)用新型加載箱具備基粧豎向加載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3是本實(shí)用新型中模型箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖4是本實(shí)用新型中模型粧的布置圖。
[0014]圖5是模型箱具備基粧豎向加載裝置的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖6是模型箱具備基粧橫向加載裝置的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中，1.鋼化玻璃，2.粘土，3.砝碼，4.鋼絞線，5.定滑輪，6.百分表，7.模型箱，8.模型粧，9.杠桿，10.立柱，11.可調(diào)高加載柱，12.加載設(shè)備，13.鋼墊板。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018]本實(shí)用新型一種變形可視的粧基模型試驗(yàn)加載箱，結(jié)構(gòu)如圖1-6所示，包括由等邊角鋼焊接而成的模型箱7，模型箱7的底板為槽鋼十字交叉焊接，如圖3所示，底板中間四個(gè)方向的槽鋼各向外伸用以連接基粧豎向加載裝置。模型箱7的四個(gè)側(cè)面設(shè)置厚度為15mm的透明高強(qiáng)度鋼化玻璃I，鋼化玻璃的外表面設(shè)置透明光滑玻璃膜，以便在試驗(yàn)的過程中觀察土體的變形和破壞情況。模型箱7內(nèi)設(shè)置粘土 2。
[0019]模型箱I上設(shè)置有基粧橫向加載裝置、基粧豎向加載裝置。
[0020]其中，基粧豎向加載裝置采用杠桿原理，如圖2、5所示，基粧豎向加載裝置包括杠桿9，杠桿9位于模型箱7頂端，杠桿9的一端鉸接于立柱10上，立柱10的底端與模型箱7底板向外伸的槽鋼螺栓固定，杠桿9上設(shè)置有可調(diào)高加載柱11，可調(diào)高加載柱11的下端豎直設(shè)置鋼墊板13上，鋼墊板13放置于模型粧8上，杠桿9的另一端設(shè)置有加載設(shè)備12?？烧{(diào)高加載柱11作用在鋼墊板13上，達(dá)到施加豎向荷載的作用，并消除粧頂加載時(shí)的應(yīng)力集中現(xiàn)象，加載設(shè)備12進(jìn)行逐級(jí)加載。模型粧8設(shè)置在模型箱7內(nèi)緊靠模型箱7內(nèi)壁中部。如圖4所示。模型粧8側(cè)面粘貼應(yīng)變片。在粘貼應(yīng)變片的貼片部位處涂抹一薄層環(huán)氧樹脂膠作為粘貼應(yīng)變片的隔潮底層。應(yīng)變片通過導(dǎo)線與應(yīng)變測(cè)試儀連接。
[0021 ]基粧橫向加載裝置，如圖1、6所示，包括鋼絞線4，鋼絞線4 一端固定在模型粧8與粘土2交界面上部的模型粧8上，鋼絞線4另一端水平引出并通過定滑輪5轉(zhuǎn)為豎向而下，在鋼絞線4的末端設(shè)置有砝碼3，在模型粧8頂部位置設(shè)置百分表6。
[0022]利用變形可視的粧基模型試驗(yàn)加載箱可以對(duì)模型粧8進(jìn)行豎向或水平向加載試驗(yàn)，測(cè)試粧在豎向或水平向荷載作用下變形性狀，同時(shí)可以直觀看出粧周土體的變形破壞模式。
[0023]模型粧制作過程如下:
[0024]1、根據(jù)需要模擬的基粧類型，制作半粧模型。
[0025]2、模型粧側(cè)面粘貼應(yīng)變片。
[0026]方法和步驟:
[0027](I)應(yīng)變片的選擇及檢查，在確定所采用的應(yīng)變片類型后，用放大鏡或肉眼檢查應(yīng)變片上的絲柵是否平行以及是否有銹點(diǎn)或霉點(diǎn)，并采用數(shù)字式萬用表測(cè)量應(yīng)變片的電阻值，選擇電阻值誤差在±0.5 Ω范圍內(nèi)的應(yīng)變片供粘貼備用；
[0028](2)粧身測(cè)點(diǎn)處的清潔處理:為使應(yīng)變片在模型粧表面粘貼得牢固，必須在粘貼應(yīng)變片前進(jìn)行清潔處理。首先用砂紙或銼刀打磨測(cè)點(diǎn)表面，使測(cè)點(diǎn)表面盡量平整和光潔。然后用蘸了丙酮的棉花球擦拭粧身表面的油污，直至棉花球不黑即可，再在測(cè)點(diǎn)處用劃針劃出應(yīng)變片的位置座標(biāo)線。如果暫時(shí)不用在打磨好的粧身表面上粘貼應(yīng)變片，可涂上凡士林以防止氧化。此外，在貼片部位處應(yīng)涂抹一薄層環(huán)氧樹脂膠作為應(yīng)變片的隔潮底層。
[0029](3)粘貼應(yīng)變片:在擬貼片的粧身截面處，涂抹一薄層502膠水，捏住應(yīng)變片的引出線并將應(yīng)變片的軸線對(duì)準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)位置的座標(biāo)線，然后蓋上聚乙烯塑料膜以作隔層，為了擠出多余的膠水和應(yīng)變片下面的汽泡，在塑料膜上沿著應(yīng)變片的長度方向用手指滾壓，直至應(yīng)變片與粧身表面緊密粘合為止，再用手指緊緊按住應(yīng)變片并保持約2分鐘左右不動(dòng)。最后輕輕掀開塑料薄膜，并檢查應(yīng)變片有無翹曲、脫膠或出現(xiàn)氣泡等現(xiàn)象，若存在上述現(xiàn)象的話，應(yīng)重新粘貼應(yīng)變片。在粘貼過程中，應(yīng)注意粘結(jié)劑不能用得過少或過多，膠水使用過多會(huì)使膠層太厚從而影響應(yīng)變片的測(cè)試性能，而膠水使用過少會(huì)使應(yīng)變片粘結(jié)不牢以至不能準(zhǔn)確地傳遞粧身應(yīng)變。
[0030]④應(yīng)變片粘貼后的干燥處理:粘貼好的應(yīng)變計(jì)應(yīng)具有足夠的粘結(jié)力以保證其能與粧體共同變形。此外，粧身表面和應(yīng)變片之間應(yīng)有一定的絕緣度，以保證應(yīng)變測(cè)試讀數(shù)的穩(wěn)定。因此，在應(yīng)變片粘貼好之后就要及時(shí)進(jìn)行干燥處理，可以采取人工干燥或自然干燥。如果試驗(yàn)室內(nèi)的溫度超過20°C且相對(duì)濕度在50 %左右時(shí)，可以采用自然干燥。當(dāng)采用電吹風(fēng)進(jìn)行人工加熱干燥時(shí)，應(yīng)適當(dāng)控制距離并保證應(yīng)變片的溫度不能超過其限定的最高工作溫度，以防止應(yīng)變計(jì)損壞。
[0031]⑤應(yīng)變片和應(yīng)變測(cè)試儀之間的導(dǎo)線連接:根據(jù)模型試驗(yàn)的要求和工作環(huán)境選用導(dǎo)線，在測(cè)試靜應(yīng)變時(shí)，通常選用的是雙蕊多股平行線。在焊接導(dǎo)線之前，先通過萬用電表測(cè)試導(dǎo)線是否斷路，再將相同的號(hào)碼標(biāo)簽貼在導(dǎo)線的兩端，以便在測(cè)試過程中辨認(rèn)并避免出現(xiàn)差錯(cuò)。然后把應(yīng)變片引線與導(dǎo)線焊接在一起，在焊接時(shí)應(yīng)注意防止假焊。在焊接完成后，在導(dǎo)線另一端用萬用電表檢查是否接通。此外，可使用接線端子以防止拉動(dòng)導(dǎo)線時(shí)應(yīng)變片的引出線被拉