一种土体与桩基础相互作用试验模型箱的制作方法

本实用新型涉及土体与桩基础相互作用模拟试验的岩土工程领域，具体涉及一种土体与桩基础相互作用试验模型箱，应用于模型试验模拟不同的工况条件，可以实现土体的各向等压的以及不同应力比应力状态。

背景技术：

目前，在桩土相互作用试验模拟上，对土体初始应力的施加一般是各向等压或者施加侧限再施加轴压，这样并不能真实的反映土体应力状态。因此有必要设计一种能有效实现多种土体应力比荷载的模型箱，为模拟桩土相互作用提供必要的加载模块。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种土体与桩基础相互作用试验模型箱。所述的一种土体与桩基础相互作用试验模型箱能够通过土体应力控制系统施加液压来控制土样的初始边界应力条件，实现土体的各向等压的以及不同应力比应力状态且设备结构简单精巧。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种土体与桩基础相互作用试验模型箱，包括模型箱，模型箱内设置有土体，模型箱内部侧壁与土体之间设置有水平压力枕，水平压力枕与位于模型箱外部的水平压力枕压力控制器连接，模型箱顶部盖设有水平盖板，水平盖板与土体顶部之间设置有垂直压力枕，水平盖板上开设有水平盖板圆孔，垂直压力枕上设置有垂直压力枕圆形孔，垂直压力枕与位于模型箱外部的垂直压力枕压力控制器连接，模型桩底端依次贯穿水平盖板圆孔、垂直压力枕圆形孔后埋设在土体内，模型桩埋设在土体内的部分设置有模型桩应力传感器，模型桩应力传感器与位于模型箱外部的模型桩应力传感器接收器连接，土体内设置有土压力传感器、加速度传感器、湿度传感器和孔隙水压力传感器，土压力传感器与位于模型箱外部的土压力传感器接收器连接，加速度传感器与位于模型箱外部的加速度传感器接收器连接，湿度传感器与位于模型箱外部的湿度传感器接收器连接，孔隙水压力传感器与位于模型箱外部的孔隙水压力传感器接收器连接。

如上所述的模型箱底部设置有滑轮，模型箱一侧开设有活动门，活动门一侧与模型箱铰接，另一侧通过活动门固定栓与模型箱连接。

如上所述的土压力传感器为多个且在土体内从上至下均匀分布；加速度传感器为多个且在土体内从上至下均匀分布。

本实用新型较现有技术相比，具有以下优点：

1、可以实现土体的各向等压的以及不同应力比应力状态。

2、设备结构简单精巧。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型的水平盖板结构示意图；

图3 为本实用新型的水平压力枕示意图；

图4 为本实用新型的活动门示意图。

图中：1-模型箱；2-垂直压力枕；3-水平压力枕；4-水平盖板；5-土体；6-模型桩；7-水平盖板圆孔；8-水平压力枕压力控制器；9-垂直压力枕压力控制器；10-活动门；11-活动门固定栓；12-滑轮；13-土压力传感器；14-土压力传感器接收器；15-加速度传感器；16-加速度传感器接收器；17-湿度传感器；18-湿度传感器接收器；19-模型桩应力传感器；20-模型桩应力传感器接收器；21-孔隙水压力传感器；22-孔隙水压力传感器接收器；23-垂直压力枕圆形孔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明。

如图1～4所示，一种土体与桩基础相互作用试验模型箱，包括模型箱1，模型箱1内设置有土体5，模型箱1内部侧壁与土体5之间设置有水平压力枕3，水平压力枕3与位于模型箱1外部的水平压力枕压力控制器8连接，模型箱1顶部盖设有水平盖板4，水平盖板4与土体5顶部之间设置有垂直压力枕2，水平盖板4上开设有水平盖板圆孔7，垂直压力枕2上设置有垂直压力枕圆形孔23，垂直压力枕2与位于模型箱1外部的垂直压力枕压力控制器9连接，模型桩6底端依次贯穿水平盖板圆孔7、垂直压力枕圆形孔23后埋设在土体5内，模型桩6埋设在土体5内的部分设置有模型桩应力传感器19，模型桩应力传感器19与位于模型箱1外部的模型桩应力传感器接收器20连接，土体5内设置有土压力传感器13、加速度传感器15、湿度传感器17和孔隙水压力传感器21，土压力传感器13与位于模型箱1外部的土压力传感器接收器14连接，加速度传感器15与位于模型箱1外部的加速度传感器接收器16连接，湿度传感器17与位于模型箱1外部的湿度传感器接收器18连接，孔隙水压力传感器21与位于模型箱1外部的孔隙水压力传感器接收器22连接。

模型箱1底部设置有滑轮12，模型箱1一侧开设有活动门10，活动门10一侧与模型箱1铰接，另一侧通过活动门固定栓11与模型箱1连接。土压力传感器13为多个且在土体5内从上至下均匀分布；加速度传感器15为多个且在土体5内从上至下均匀分布。

本实用新型的使用过程：

步骤1：将土压力传感器13、加速度传感器15和湿度传感器17和孔隙水压力传感器21埋设进土体5内，将模型桩应力传感器19设置在模型桩6位于土体5的部分；

步骤2：将土体5放入模型箱1内，将水平盖板4放置在垂直压力枕2上面，将水平压力枕3放置在模型箱1内部侧壁，将垂直压力枕2放置在模型箱1顶部，垂直压力枕2与模型箱1外部的垂直压力枕压力控制器9连接；

步骤3：关上活动门10，用活动门固定栓11将其固定，模型箱1底部设置的滑轮12，方便模型箱1的移动；

步骤4：模型桩6底端依次贯穿水平盖板圆孔7、垂直压力枕圆形孔23后埋设在土体5内；

步骤5：调节水平压力枕控制器8和垂直压力枕压力控制器9改变水平压力枕3和垂直压力枕2的压力；

步骤6：通过土压力传感器接收器14测土体5的压力，通过加速度传感器接收器16测土体5所受压力产生的加速度，通过湿度传感器接收器18测量土体5容积含水量，通过孔隙水压力传感器接收器22测土体5的孔隙水压力，通过模型桩应力传感器接收器20测模型桩6所受应力。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。