專利名稱：土工離心模型試驗?zāi)Ｐ蜆兜膲簶堆b置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種離心模型試驗裝置，尤其是涉及一種土工離心模型試驗?zāi)Ｐ蜆兜膲簶堆b置。
背景技術(shù)：
樁基是處理軟弱土層提高地基承載力的有效工程措施之一，在工業(yè)民用建筑、道路和港口等建設(shè)中廣為采用，樁基施工方法可分為預(yù)制插入式和現(xiàn)澆灌入式；可垂直地面埋設(shè)，也可與地面有一傾角插入。近年來隨著土工離心機試驗技術(shù)的發(fā)展，利用土工離心機產(chǎn)生的離心加速度可以將原型樁基縮小η倍，再現(xiàn)樁基的實際工作狀況，進而獲取樁基的承載力以及埋入土層后樁的變形、應(yīng)力等參數(shù)，成為工程技術(shù)和科研人員研究樁基問題有效方法。在離心模型試驗中，模型制備是一個重要的工作，離心模型尺寸小、精度要求高、 制作技術(shù)難度大。制模過程中的誤差，輕者影響試驗結(jié)果，嚴重的造成試驗失敗。在模型樁壓入模型土過程中如采用手工或簡單機具，單樁的角度、樁與樁間的相對位置很難得到保證，對樁周土體的擾動較大，使試驗結(jié)果準確性和可靠性受到影響?？梢?，樁基離心模型試驗中，模型樁壓入土層的工作是一個重要工序，稍有不慎，將影響試驗成果的準確性，采取一種精密的、標準化的機械壓樁裝置是提高試驗精度的有效方法。目前，有報道的壓樁裝置有液壓和氣壓式的，即采用液壓缸或氣壓缸作為出力裝置對模型樁施加壓力使其進入模型土中。采用上述兩種裝置的不足在于(1)液壓缸和氣壓缸長度有限，限制缸中推桿的行程，增加行程需要更換缸體，費事、費力、成本高；(2)液壓缸和氣壓缸實現(xiàn)位移控制的作動模式需要一套伺服反饋控制系統(tǒng)，成本較高，慢速下推桿移動速度穩(wěn)定性不好；(3)液壓缸和氣壓缸分別需要油源和氣源，實際之中需要專門建設(shè)，不易獲得。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種土工離心模型試驗?zāi)Ｐ蜆兜膲簶堆b置，該裝置能針對單樁和群樁等實施壓入過程，能夠調(diào)節(jié)樁的壓入角度和速度，保證模型樁埋設(shè)位置的準確，能夠在Ig和離心環(huán)境下(ng，n>l)完成壓樁過程，從而滿足不同離心模型試驗要求。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
本發(fā)明中的底板由下底板、中底板和上底板組成；中底板通過調(diào)節(jié)螺栓與下底板固定， 上底板一端與中底板一端兩側(cè)的轉(zhuǎn)軸支架鉸接，中底板另一端兩側(cè)設(shè)置角度調(diào)節(jié)支架，上底板另一端兩側(cè)設(shè)有角度調(diào)整鎖緊螺絲，角度調(diào)整鎖緊螺絲位于角度調(diào)節(jié)支架弧形槽中， 調(diào)節(jié)上底板角度后鎖緊；四根柱形導(dǎo)軌對稱安裝在上底板四個角上，移動塊板放置在柱形導(dǎo)軌中間，電機托板安裝在四根柱形導(dǎo)軌上部，電機托板側(cè)面的四個電機托板鎖緊螺絲將電機托板固定在四根柱形導(dǎo)軌上，與減速器相連的調(diào)速電機安裝在電機托板的一端，電機托板的另一端設(shè)有平衡鐵塊，與減速器輸出軸相嚙合的螺桿的一端穿過電機托板固接在移
3動塊板中心，模型樁的一端安裝在移動塊板下部，模型樁的另一端穿過底板直至模型中。所述的下底板中心孔周圍設(shè)有同心的兩個半圓弧槽，中底板設(shè)有兩個調(diào)節(jié)螺栓穿過下底板的半圓弧槽，調(diào)節(jié)中底板的水平旋轉(zhuǎn)角度后，鎖緊調(diào)節(jié)螺栓。本發(fā)明具有的有益效果是
本裝置具有多個可移動機構(gòu)，實現(xiàn)不同壓入位置和樁身角度的調(diào)節(jié)，具有良好的靈活性和滿足不同實驗要求，本裝置的行程主要由螺桿長度和導(dǎo)軌長度決定，按照不同要求更換螺桿簡單易行；本裝置采用電力驅(qū)動，對電源無特殊要求，使用方便；本裝置在Ig條件和離心環(huán)境下(ng，η>1)均可使用，滿足不同試驗要求；綜述所述，本裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，對技術(shù)人員和使用條件要求低，模型制備精度高，能夠滿足不同離心試驗要求。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2是本發(fā)明上底板的俯視圖。圖3是本發(fā)明中底板的俯視圖。圖4是本發(fā)明下底板的俯視圖。圖中1、下底板，2、模型，3、模型箱，4、中底板，5、上底板，6、模型樁，7、移動塊板， 8、四根柱形導(dǎo)軌，9、電機托板，10、減速器，11、螺桿，12、調(diào)速電機，13、電機托板鎖緊螺絲，
14、平衡鐵塊，15、鎖緊定位孔，16、角度調(diào)整支架，17、角度調(diào)整鎖緊螺絲，18、轉(zhuǎn)軸支架，19、 轉(zhuǎn)軸，20、調(diào)節(jié)螺栓。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。如圖I、圖2所示，本發(fā)明中的底板由下底板I、中底板4和上底板5組成；中底板 4通過調(diào)節(jié)螺栓20與下底板I固定，上底板5 —端與中底板4 一端兩側(cè)的轉(zhuǎn)軸支架18鉸接，中底板4另一端兩側(cè)設(shè)置角度調(diào)節(jié)支架16，上底板5另一端兩側(cè)設(shè)有角度調(diào)整鎖緊螺絲17，角度調(diào)整鎖緊螺絲17位于角度調(diào)節(jié)支架16弧形槽中，調(diào)節(jié)上底板5角度后鎖緊；四根柱形導(dǎo)軌8對稱安裝在上底板5四個角上，移動塊板7放置在柱形導(dǎo)軌8中間，電機托板 9安裝在四根柱形導(dǎo)軌8上部，電機托板9側(cè)面的四個電機托板鎖緊螺絲13將電機托板9 固定在四根柱形導(dǎo)軌8上,與減速器10相連的調(diào)速電機12安裝在電機托板9的一端，電機托板9的另一端設(shè)有平衡鐵塊，與減速器10輸出軸相嚙合的螺桿11的一端穿過電機托板 9后與移動塊板7中心固接，模型樁6的一端安裝在移動塊板7下部，模型樁6的另一端穿過底板直至模型2中。如圖3、圖4所示，所述的下底板I中心孔周圍設(shè)有同心的兩個半圓弧槽，中底板4 設(shè)有兩個調(diào)節(jié)螺栓20穿過下底板I的半圓弧槽，調(diào)節(jié)中底板(4)的水平旋轉(zhuǎn)角度后，鎖緊調(diào)節(jié)螺栓20。下面是
具體實施例方式
實施例I:
在Ig條件使用首先裝置水平放置在模型箱3上，確定準確的插樁位置將下底板I固定在模型箱3上。然后，根據(jù)試驗計劃確定模型樁6的長度，調(diào)整電機托板9的高度，調(diào)整完成后擰緊電機托板鎖緊螺絲13。根據(jù)模型樁6插入模型2的角度調(diào)節(jié)中底板4與上底板 5的夾角和中底板4與下底板I的水平旋轉(zhuǎn)角度，調(diào)整完成后擰緊角度調(diào)整鎖緊螺絲17和調(diào)節(jié)螺栓20，啟動調(diào)速電機12既可以進行壓樁作業(yè)。實施例2:
在離心環(huán)境下(ng，η>1)使用首先裝置和模型箱同時在一起放置在離心機吊籃中，確定插樁位置，將下底板I固定在模型箱3上。然后，根據(jù)試驗計劃確定模型樁6的長度，調(diào)整電機托板9的高度，將電機托板9固定在柱形導(dǎo)軌7有鎖緊定位孔上15的位置，擰緊電機托板鎖緊螺絲13進入鎖緊定位孔15內(nèi)，并安裝平衡鐵塊14，使之與調(diào)速電機12重量平衡。根據(jù)模型樁6插入模型2的角度調(diào)節(jié)中底板4與上底板5的夾角和中底板4與下底板 I的水平旋轉(zhuǎn)角度，調(diào)整完成后擰緊角度調(diào)整鎖緊螺絲17和調(diào)節(jié)螺栓20，啟動調(diào)速電機12 既可以進行壓樁作業(yè)。如果模型樁6為2根以上，應(yīng)制作專門的夾具裝在移動塊板7下部。驅(qū)動電機采用調(diào)速電機12，既可以調(diào)整模型樁6的插入速度，又可減少移動塊板上下運動的調(diào)整時間。
權(quán)利要求
1.一種土工離心模型試驗?zāi)Ｐ蜆兜膲簶堆b置，其特征在于底板由下底板(I)、中底板(4)和上底板(5)組成；中底板(4)通過調(diào)節(jié)螺栓(20)與下底板(I)固定，上底板(5)—端與中底板(4)一端兩側(cè)的轉(zhuǎn)軸支架(18)鉸接，中底板(4)另一端兩側(cè)設(shè)置角度調(diào)節(jié)支架(16)， 上底板(5)另一端兩側(cè)設(shè)有角度調(diào)整鎖緊螺絲(17)，角度調(diào)整鎖緊螺絲(17)位于角度調(diào)節(jié)支架(16)弧形槽中，調(diào)節(jié)上底板(5)角度后鎖緊；四根柱形導(dǎo)軌(8)對稱安裝在上底板(5) 四個角上，移動塊板(7)放置在柱形導(dǎo)軌(8)中間，電機托板(9)安裝在四根柱形導(dǎo)軌(8) 上部，電機托板(9)側(cè)面的四個電機托板鎖緊螺絲(13)將電機托板(9)固定在四根柱形導(dǎo)軌(8)上，與減速器(10)相連的調(diào)速電機(12)安裝在電機托板(9)的一端，電機托板(9)的另一端設(shè)有平衡鐵塊，與減速器(10)輸出軸相嚙合的螺桿(11)的一端穿過電機托板(9)后與移動塊板(7)中心固接,模型樁(6)的一端安裝在移動塊板(7)下部,模型樁(6)的另一端穿過底板直至模型(2)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種土工離心模型試驗?zāi)Ｐ蜆兜膲簶堆b置，其特征在于所述的下底板(I)中心孔周圍設(shè)有同心的兩個半圓弧槽，中底板(4)設(shè)有兩個調(diào)節(jié)螺栓(20) 穿過下底板(I)的半圓弧槽，調(diào)節(jié)中底板(4)的水平旋轉(zhuǎn)角度后，鎖緊調(diào)節(jié)螺栓(20)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種土工離心模型試驗?zāi)Ｐ蜆兜膲簶堆b置。中底板與下底板螺栓固定，上底板一端與中底板一端鉸接，中底板另一端兩側(cè)設(shè)置角度調(diào)節(jié)支架，上底板另一端兩側(cè)設(shè)有角度調(diào)整鎖緊螺絲，調(diào)節(jié)上底板角度后鎖緊；四根柱形導(dǎo)軌安裝在上底板四個角上，電機托板安裝在四根柱形導(dǎo)軌上部，電機托板側(cè)面的電機托板鎖緊螺絲將電機托板固定在四根柱形導(dǎo)軌上，與減速器相連的調(diào)速電機安裝在電機托板上，與減速器輸出軸相嚙合的螺桿的一端穿過電機托板后固接在移動塊板中心，模型樁的一端安裝在移動塊板下部。該裝置能針對單樁和群樁等實施壓入過程，能夠調(diào)節(jié)樁的壓入角度和速度，保證模型樁埋設(shè)位置的準確，能夠在1g和離心環(huán)境下完成壓樁過程。
文檔編號E02D33/00GK102605806SQ20121008127
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者姚罡, 孔令剛, 陳云敏, 韓連兵, 黃錦舒 申請人:浙江大學(xué)