一種實(shí)體深基礎(chǔ)法計(jì)算群樁基礎(chǔ)承載力的教具的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種實(shí)體深基礎(chǔ)法計(jì)算群樁基礎(chǔ)承載力的教具，包括承臺(tái)、地基土板、基礎(chǔ)模型和4個(gè)應(yīng)力擴(kuò)散組件，所述基礎(chǔ)模型為長(zhǎng)方體，承臺(tái)和地基土板分別固定于基礎(chǔ)模型的頂面和底面上，承臺(tái)的下表面上開(kāi)設(shè)有4個(gè)安裝槽，4個(gè)安裝槽的位置與基礎(chǔ)模型的4條頂邊相對(duì)應(yīng)；所述應(yīng)力擴(kuò)散組件包括卷軸和卷面，所述卷面呈梯形，卷面的上底邊固定于安裝槽中、下底邊與卷軸固連，卷軸的尺寸小于安裝槽的尺寸，地基土板上設(shè)有卷軸固定位；該教具通過(guò)4個(gè)應(yīng)力擴(kuò)散組件模擬實(shí)體深基礎(chǔ)的應(yīng)力擴(kuò)散，卷面即為自樁邊頂部的各側(cè)邊沿水平方向向下產(chǎn)生的角度為α的應(yīng)力擴(kuò)散面，通過(guò)實(shí)體模型模擬群樁基礎(chǔ)的受力情況，便于學(xué)生理解，提高教學(xué)效果，縮短教學(xué)用時(shí)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種實(shí)體深基礎(chǔ)法計(jì)算群樁基礎(chǔ)承載力的教具
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種實(shí)體深基礎(chǔ)法計(jì)算群粧基礎(chǔ)承載力的教具，屬于基礎(chǔ)工程學(xué)教學(xué)器械技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在基礎(chǔ)工程學(xué)粧基礎(chǔ)教學(xué)過(guò)程中，群粧基礎(chǔ)承載力計(jì)算是一個(gè)非常重要環(huán)節(jié)，其計(jì)算方法有實(shí)體深基礎(chǔ)法和等代墩基法等，其中實(shí)體深基礎(chǔ)法難于理解，概念抽象，需要有較好空間想象能力。當(dāng)群粧基礎(chǔ)的粧數(shù)超過(guò)8根，且粧的排數(shù)超過(guò)2排時(shí)，群粧基礎(chǔ)的群粧承載力計(jì)算可以采用實(shí)體深基礎(chǔ)法，這種計(jì)算方法的理解直接關(guān)系到群粧基礎(chǔ)承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算正確與否，授課過(guò)程中教師需要用到現(xiàn)場(chǎng)多個(gè)圖片，通過(guò)這些圖片，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理解、消化。
[0003]該知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)時(shí)間耗時(shí)長(zhǎng)、往往不能在有效的時(shí)間內(nèi)達(dá)到如期的教學(xué)效果；學(xué)生在這種計(jì)算方法的理解上不夠深刻透徹，基于該問(wèn)題的存在，需要制作一實(shí)體模型，既便于教師授課，又便于學(xué)生理解，來(lái)提高教學(xué)效果，縮短教學(xué)用時(shí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足并提供一種實(shí)體深基礎(chǔ)法計(jì)算群粧基礎(chǔ)承載力的教具，通過(guò)實(shí)體模型模擬群粧基礎(chǔ)的受力情況，便于學(xué)生理解，提高教學(xué)效果，縮短教學(xué)用時(shí)。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案為，一種實(shí)體深基礎(chǔ)法計(jì)算群粧基礎(chǔ)承載力的教具，包括承臺(tái)、地基土板、基礎(chǔ)模型和4個(gè)應(yīng)力擴(kuò)散組件，所述基礎(chǔ)模型為長(zhǎng)方體，承臺(tái)和地基土板分別固定于基礎(chǔ)模型的頂面和底面上，承臺(tái)的下表面上開(kāi)設(shè)有4個(gè)安裝槽，4個(gè)安裝槽的位置與基礎(chǔ)模型的4條頂邊相對(duì)應(yīng);所述應(yīng)力擴(kuò)散組件包括卷軸和卷面，所述卷面呈梯形，卷面的上底邊固定于安裝槽中、下底邊與卷軸固連，卷軸的尺寸小于安裝槽的尺寸，地基土板上設(shè)有4組固定組件，4組固定組件呈矩形分布并且分別平行于基礎(chǔ)模型的各底邊，所述固定組件包括I個(gè)以上卷軸固定位。
[0006]所述基礎(chǔ)模型由粧間土模型和9根以上粧構(gòu)成，粧嵌于粧間土模型內(nèi)部開(kāi)設(shè)的粧孔中并且與粧孔間隙配合。
[0007]所述粧間土模型由左部和右部通過(guò)銷(xiāo)軸鉸接構(gòu)成，左部與右部的連接面上設(shè)有粧孔。
[0008]所述地基土板的中心設(shè)有形狀和尺寸均與基礎(chǔ)模型底面相同的接觸面，基礎(chǔ)模型活動(dòng)安裝于接觸面上。
[0009]所述卷軸固定位為與卷軸相匹配的固定槽，固定槽的兩側(cè)設(shè)有向下凹陷的取物槽。
[0010]所述卷面呈折扇扇面狀，卷面的材料為透明材料。
[0011]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的實(shí)體深基礎(chǔ)法計(jì)算群粧基礎(chǔ)承載力的教具，主體包括承臺(tái)、地基土板、基礎(chǔ)模型和4個(gè)應(yīng)力擴(kuò)散組件，基礎(chǔ)模型由粧間土模型和嵌于粧間土模型內(nèi)部開(kāi)設(shè)的粧孔中的各粧構(gòu)成，基礎(chǔ)模型的各粧與承臺(tái)下表面連接，各粧與承臺(tái)共同模擬實(shí)際建筑中的群粧基礎(chǔ)，地基土板固定于基礎(chǔ)模型的底面上，模擬地基土體;實(shí)體深基礎(chǔ)法中為了計(jì)算群粧基礎(chǔ)的承載力，將群粧基礎(chǔ)中的粧和粧間土不分，視為一個(gè)整體，形成實(shí)體深基礎(chǔ)，本發(fā)明提供的教具中，基礎(chǔ)模型由粧間土模型和9根以上粧構(gòu)成，承臺(tái)、粧和粧間土模型即為實(shí)體深基礎(chǔ)法中抽象出的實(shí)體深基礎(chǔ)，實(shí)際建筑中，荷載通過(guò)承臺(tái)傳遞下去，粧側(cè)摩阻力所承擔(dān)的部分荷載可視為自粧邊頂部的各側(cè)邊沿水平方向向下分別產(chǎn)生一角度為α的應(yīng)力擴(kuò)散面，應(yīng)力擴(kuò)散后粧端底面產(chǎn)生一應(yīng)力擴(kuò)散底面，本發(fā)明提供的教具中，通過(guò)4個(gè)應(yīng)力擴(kuò)散組件模擬實(shí)體深基礎(chǔ)的應(yīng)力擴(kuò)散，應(yīng)力擴(kuò)散組件包括卷軸和呈梯形的卷面，承臺(tái)的下表面上與基礎(chǔ)模型的4條頂邊相對(duì)應(yīng)的位置開(kāi)設(shè)有4個(gè)安裝槽，4個(gè)安裝槽分別用于放置4個(gè)應(yīng)力擴(kuò)散組件，安裝槽的位置為承臺(tái)的下表面與基礎(chǔ)模型的頂邊相接觸的位置，因此安裝槽即為應(yīng)力擴(kuò)散的始發(fā)端，應(yīng)力擴(kuò)散后在粧端底面產(chǎn)生一應(yīng)力擴(kuò)散底面，本發(fā)明提供的教具中地基土板上設(shè)有呈矩形分布并且分別平行于基礎(chǔ)模型的各底邊的4組固定組件，4組固定組件所圍的區(qū)域即為應(yīng)力擴(kuò)散底面，卷面的上底邊固定于安裝槽中、下底邊與卷軸固連，將卷軸通過(guò)固定組件固定，卷面模擬自粧邊頂部的各側(cè)邊沿水平方向向下產(chǎn)生的角度為α的應(yīng)力擴(kuò)散面，由于承臺(tái)所承受力的不同，對(duì)應(yīng)的角度α也不同，本發(fā)明中固定組件包括I個(gè)以上卷軸固定位，將卷軸固定于不同的卷軸固定位上可改變卷面與基礎(chǔ)模型側(cè)面之間的夾角，即改變角度α。
[0012]當(dāng)群粧基礎(chǔ)的粧數(shù)超過(guò)8根，且粧的排數(shù)超過(guò)2排時(shí)，群粧基礎(chǔ)的群粧承載力計(jì)算可以采用實(shí)體深基礎(chǔ)法，為便于學(xué)生對(duì)實(shí)體深基礎(chǔ)法的理解，粧間土模型設(shè)計(jì)為由左部和右部通過(guò)銷(xiāo)軸鉸接構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，左部與右部的連接面穿過(guò)一排粧孔，在講解實(shí)體深基礎(chǔ)概念時(shí)可將粧間土模型的左部與右部打開(kāi)，將內(nèi)部粧與粧間土結(jié)構(gòu)向?qū)W生展示，使得學(xué)生對(duì)實(shí)體深基礎(chǔ)概念理解更深刻;地基土板的中心設(shè)有形狀和尺寸均與基礎(chǔ)模型底面相同的接觸面，基礎(chǔ)模型活動(dòng)安裝于接觸面上，可將基礎(chǔ)模型取下并將其底面向?qū)W生展示，幫助學(xué)生理解實(shí)體深基礎(chǔ)法的使用條件。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明提供的實(shí)體深基礎(chǔ)法計(jì)算群粧基礎(chǔ)承載力的教具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為基礎(chǔ)模型的俯視圖。
[0015]圖3為圖1的AA向剖面圖。
[0016]圖4為地基土板的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0017]其中，丨-承臺(tái)，2-基礎(chǔ)模型，21-粧，22-粧間土模型，221-左部，222-右部，223-銷(xiāo)軸，23-粧孔，3-地基土板，4-卷面，5-卷軸，6-安裝槽，7-固定槽，8-取物槽，9-接觸面。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)具體說(shuō)明，本發(fā)明的內(nèi)容不局限于以下實(shí)施例。
[0019]本發(fā)明提供的實(shí)體深基礎(chǔ)法計(jì)算群粧基礎(chǔ)承載力的教具，其結(jié)構(gòu)如圖1和圖3所示，包括承臺(tái)1、地基土板3、基礎(chǔ)模型2和4個(gè)應(yīng)力擴(kuò)散組件，所述基礎(chǔ)模型2為長(zhǎng)方體，參見(jiàn)圖2，基礎(chǔ)模型2由粧間土模型22和9根粧21構(gòu)成，粧21嵌于粧間土模型22中開(kāi)設(shè)的粧孔23中并且與粧孔23間隙配合，粧間土模型22由左部221和右部222通過(guò)銷(xiāo)軸223鉸接構(gòu)成，左部與右部完全相同，其連接面穿過(guò)中間3個(gè)粧孔，承臺(tái)I和地基土板3分別固定于基礎(chǔ)模型2的頂面和底面上，參見(jiàn)圖4，地基土板的中心設(shè)有形狀和尺寸均與基礎(chǔ)模型底面相同的接觸面9，基礎(chǔ)模型活動(dòng)安裝于接觸面9上，承臺(tái)I的下表面上開(kāi)設(shè)有4個(gè)安裝槽6，4個(gè)安裝槽的位置與基礎(chǔ)模型的4條頂邊相對(duì)應(yīng);所述應(yīng)力擴(kuò)散組件包括卷軸5和卷面4，所述卷面4由透明材料制成、主體呈梯形并且表面呈折扇扇面狀，卷面4的上底邊固定于安裝槽6中、下底邊與卷軸5固連，卷軸5的尺寸小于安裝槽6的尺寸，地基土板上設(shè)有4組固定組件，4組固定組件呈矩形分布并且分別平行于基礎(chǔ)模型的各底邊，所述固定組件包括4個(gè)卷軸固定位，所述卷軸固定位為與卷軸相匹配的固定槽7，固定槽7的兩側(cè)設(shè)有向下凹陷的取物槽8。
[0020]該教具的使用方法如下:
[0021 ] 1、首先向?qū)W生展示群粧基礎(chǔ)，講述該組成；
[0022]2、將群粧基礎(chǔ)中的粧和粧間土視為一體，也就是說(shuō)將粧和粧間土不分，視為一個(gè)整體，此時(shí)模型轉(zhuǎn)化實(shí)體深基礎(chǔ)模型，將粧間土模型的左部與右部展開(kāi)，可直接觀測(cè)到基礎(chǔ)模型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，便于學(xué)生理解實(shí)體深基礎(chǔ)的概念，參見(jiàn)圖4，實(shí)體深基礎(chǔ)模型的底面為ABCD;
[0023]3、粧側(cè)摩阻力所承擔(dān)那部分荷載，這時(shí)可視為沿粧邊頂部的四條側(cè)邊分別產(chǎn)生一角度為α的應(yīng)力擴(kuò)散面，應(yīng)力擴(kuò)散后在粧端底面產(chǎn)生一應(yīng)力擴(kuò)散底面，將卷軸固定于固定槽7中，卷面模擬應(yīng)力擴(kuò)散面，通過(guò)將卷軸固定于不同的固定槽中可改變卷面與基礎(chǔ)模型豎直側(cè)面之間的夾角，即改變模擬的應(yīng)力擴(kuò)散面的角度，參見(jiàn)圖4，本實(shí)施例中應(yīng)力擴(kuò)散底面為
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【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種實(shí)體深基礎(chǔ)法計(jì)算群粧基礎(chǔ)承載力的教具，其特征在于:包括承臺(tái)、地基土板、基礎(chǔ)模型和4個(gè)應(yīng)力擴(kuò)散組件，所述基礎(chǔ)模型為長(zhǎng)方體，承臺(tái)和地基土板分別固定于基礎(chǔ)模型的頂面和底面上，承臺(tái)的下表面上開(kāi)設(shè)有4個(gè)安裝槽，4個(gè)安裝槽的位置與基礎(chǔ)模型的4條頂邊相對(duì)應(yīng);所述應(yīng)力擴(kuò)散組件包括卷軸和卷面，所述卷面呈梯形，卷面的上底邊固定于安裝槽中、下底邊與卷軸固連，卷軸的尺寸小于安裝槽的尺寸，地基土板上設(shè)有4組固定組件，4組固定組件呈矩形分布并且分別平行于基礎(chǔ)模型的各底邊，所述固定組件包括I個(gè)以上卷軸固定位。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)體深基礎(chǔ)法計(jì)算群粧基礎(chǔ)承載力的教具，其特征在于:所述基礎(chǔ)模型由粧間土模型和9根以上粧構(gòu)成，粧嵌于粧間土模型內(nèi)部開(kāi)設(shè)的粧孔中并且與粧孔間隙配合。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)體深基礎(chǔ)法計(jì)算群粧基礎(chǔ)承載力的教具，其特征在于:所述粧間土模型由左部和右部通過(guò)銷(xiāo)軸鉸接構(gòu)成，左部與右部的連接面上設(shè)有粧孔。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)體深基礎(chǔ)法計(jì)算群粧基礎(chǔ)承載力的教具，其特征在于:所述地基土板的中心設(shè)有形狀和尺寸均與基礎(chǔ)模型底面相同的接觸面，基礎(chǔ)模型活動(dòng)安裝于接觸面上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)體深基礎(chǔ)法計(jì)算群粧基礎(chǔ)承載力的教具，其特征在于:所述卷軸固定位為與卷軸相匹配的固定槽，固定槽的兩側(cè)設(shè)有向下凹陷的取物槽。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)體深基礎(chǔ)法計(jì)算群粧基礎(chǔ)承載力的教具，其特征在于:所述卷面呈折扇扇面狀，卷面的材料為透明材料。
【文檔編號(hào)】G09B25/04GK105976695SQ201610428333
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月15日
【發(fā)明人】時(shí)紅蓮, 嚴(yán)紹軍, 馮曉臘
【申請(qǐng)人】中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）