专利名称：离心场边坡入桩系统的制作方法
技术领域：
本发明属于边坡土工离心模型技术领域，具体涉及一种离心场边坡入桩系统。
背景技术：
抗滑桩是边坡治理工程中的常见加固结构，因此边坡的抗滑桩加固规律和机理的研究对于优化加固方法具有重要的意义。离心模型试验能够实现模型与原型应力应变相同，变形相似，在边坡稳定性等问题中已经得到了较广泛的应用。在边坡抗滑桩加固方面也有很多学者进行了研究。抗滑桩布置在边坡的不同位置和深度，一般为垂直打入。但是在现有的离心模型试验中桩一般在制样时插入，无法考虑入桩过程对边坡变形的影响，以及无法模拟实际的入桩工况。为解决这些问题，需要在离心场条件下实现抗滑桩的打入。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种离心场边坡入桩系统，入桩的位置和深度可控，它的优点还在于⑴可靠性强，成本低；⑵设备和模型箱互相独立，避开了试验模型箱在制样后内部空闲尺寸狭窄的限制，且适宜于各种模型制样方式；(3)设备原理简单，入桩覆盖整个坡体，实现不同位置的入桩模拟、不同的入桩速率和深度；(4)控制方便，通过滑环连接控制室，结合图像采集和电测系统，能够较好的进行边坡的实时入桩加固；(5)适用性广，可适用于粘土、粉土等多种土质边坡；(6)易于改造， 可根据原有的系统架构开发新的用途。为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是一种离心场边坡入桩系统，包括安装于相邻于模型箱1的视窗2所在面的相对面的储桩机构3，模型箱1的所述相对面上开有抗滑桩入口槽4，在模型箱1上方安装有系统机架5，系统机架5上依次安装带有纵向Y向直线运动子系统6和横向X向直线运动子系统 7，称为移行机构，其上为压桩T型丝杠9连接的压桩机构8，压桩T型丝杠9的底端安装有夹紧机械手10。所述的储桩机构3包括顶推机构22和侧推机构21，顶推机构22能使抗滑桩20竖直向上推起，侧推机构21能使抗滑桩20平移。所述移行机构的横向X向直线运动子系统7包括安装在系统机架5上的横向X向直线导轨11，横向X向直线导轨11上置有横向X向滚珠丝杠12，该横向X向滚珠丝杠12 和第一驱动电机13轴连接，纵向Y向直线运动子系统6包括安装在系统机架5上的纵向Y 向直线导轨14，纵向Y向直线导轨14上置有纵向Y向滚珠丝杠15，该纵向Y向滚珠丝杠15 和第二驱动电机16轴连接，第一驱动电机13和第二驱动电机16构成了移行机构的驱动部件。所述的横向X向直线运动子系统7和纵向Y向直线运动子系统6带有辅助导向系统。所述的第一驱动电机13和第二驱动电机16采用电机平行安装方式安装于系统机架5。所述的压桩机构8的压桩T型丝杠9同压桩驱动电机17相轴连接，压桩驱动电机 17构成了压桩机构8的驱动部件。所述的夹紧机械手10包括夹紧T型丝杠18，该夹紧T型丝杠18同夹紧驱动电机 19相轴连接，夹紧驱动电机19构成了夹紧机械手10的驱动部件。本发明通过结合土工离心机的结构特点，提出了一个成本低且易于实现的开放式的系统架构，包括储桩机构3、移行机构的Y向和X向直线运动子系统6和7、压桩机构8以及夹紧机械手10，实现了边坡离心模型试验过程中的实时入桩加固并能够精确控制入桩位置和深度，它的优点还在于(1)可靠性强，成本低；(2)设备和模型箱互相独立，避开了试验模型箱在制样后内部空闲尺寸狭窄的限制，且适宜于各种模型制样方式；(3)设备原理简单，入桩覆盖整个坡体，实现不同位置的入桩模拟、不同的入桩速率和深度；(4)控制方便，能够较好的进行边坡的实时入桩加固；( 适用性广，可适用于粘土、粉土等多种土质边坡；(6)易于改造，可根据原有的系统架构开发新的用途。
图1是本发明的工作原理主视图。图2是本发明的工作原理侧视图。图3是本发明的储桩机构的示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作更详细的说明。如图1和图2所示，离心场边坡入桩系统，包括安装于相邻于模型箱1的视窗2所在面的相对面的储桩机构3，模型箱1的所述相对面上开有抗滑桩入口槽4，在模型箱1上方安装有系统机架5，系统机架5上依次安装带有纵向Y向直线运动子系统6和横向X向直线运动子系统7，称为移行机构，其上为压桩T型丝杠9连接的压桩机构8，压桩T型丝杠 9的底端安装有夹紧机械手10。如图3所示，所述的储桩机构3包括顶推机构22和侧推机构21，顶推机构22能使抗滑桩20竖直向上推起，侧推机构21能使抗滑桩20平移。所述的移行机构的横向X向直线运动子系统7包括安装在系统机架5上的横向X向直线导轨11， 横向X向直线导轨11上滑置有横向X向滚珠丝杠12，该横向X向滚珠丝杠12和第一驱动电机13轴连接，纵向Y向直线运动子系统6包括安装在系统机架5上的纵向Y向直线导轨 14，纵向Y向直线导轨14上滑置有纵向Y向滚珠丝杠15，该纵向Y向滚珠丝杠15和第二驱动电机16轴连接，第一驱动电机13和第二驱动电机16构成了移行机构的驱动部件。所述的横向X向直线运动子系统7和纵向Y向直线运动子系统6带有辅助导向系统。所述的第一驱动电机13和第二驱动电机16采用电机平行安装方式安装于系统机架5。所述的压桩机构8的压桩T型丝杠9同压桩驱动电机17相轴连接，压桩驱动电机17构成了压桩机构 8的驱动部件。所述的夹紧机械手10包括夹紧T型丝杠18，该夹紧T型丝杠18同夹紧驱动电机19相轴连接，夹紧驱动电机19构成了夹紧机械手10的驱动部件。本发明的工作原理是首先将抗滑桩20放入储桩机构3，通过储桩机构3的侧推机构21使抗滑桩20相靠，再通过储桩机构3的顶推机构22从储桩机构中向上推起抗滑桩20，随后移行机构驱动夹紧机械手10取出抗滑桩20，移动抗滑桩20至模型箱1内的预定位置，再驱动压桩机构8竖直向下打桩，重复上述动作，就能完成抗滑桩20在模型箱1的布 局。
权利要求
1.一种离心场边坡入桩系统，包括安装于相邻于模型箱(1)的视窗(2)所在面的相对面的储桩机构(3)，其特征在于模型箱(1)的所述相对面上开有抗滑桩入口槽，在模型箱(1)上方安装有系统机架(5)，系统机架(5)上安装带有纵向Y向直线运动子系统(6) 和横向X向直线运动子系统(7)，称为移行机构、其上为压桩T型丝杠(9)连接的压桩机构 (8)，压桩T型丝杠(9)的底端安装有夹紧机械手(10)。
2.根据权利要求1所述的离心场边坡入桩系统，其特征在于所述的储桩机构包括顶推机构02)和侧推机构(21)，顶推机构02)能使抗滑桩OO)竖直向上推起，侧推机构 (21)能使抗滑桩OO)平移。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的离心场边坡入桩系统，其特征在于所述的移行机构的横向X向直线运动子系统(7)包括安装在系统机架(5)上的横向X向直线导轨 (11)，横向X向直线导轨(11)上滑置有横向X向滚珠丝杠(12)，该横向X向滚珠丝杠(12) 和第一驱动电机(13)轴连接，纵向Y向直线运动子系统(6)包括安装在系统机架(5)上的纵向Y向直线导轨(14)，纵向Y向直线导轨(14)上滑置有纵向Y向滚珠丝杠(15)，该纵向 Y向滚珠丝杠(1 和第二驱动电机(16)轴连接，第一驱动电机(1 和第二驱动电机(16) 构成了移行机构的驱动部件。
4.根据权利要求3所述的离心场边坡入桩系统，其特征在于所述的横向X向直线运动子系统(7)和纵向Y向直线运动子系统(6)带有辅助导向系统。
5.根据权利要求3所述的离心场边坡入桩系统，其特征在于所述的第一驱动电机 (13)和第二驱动电机(16)采用电机平行安装方式安装于系统机架(5)。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的离心场边坡入桩系统，其特征在于所述的压桩机构(8)的压桩T型丝杠(9)同压桩驱动电机(17)相轴连接，压桩驱动电机(17)构成了压桩机构(8)的驱动部件。
7.根据权利要求1或权利要求2所述的离心场边坡入桩系统，其特征在于所述的夹紧机械手(10)包括夹紧T型丝杠(18)，该夹紧T型丝杠(18)同夹紧驱动电机(19)相轴连接，夹紧驱动电机(19)构成了夹紧机械手(10)的驱动部件。
全文摘要
一种离心场边坡入桩系统，通过结合土工离心机的结构特点，提出了一个成本低且易于实现的开放式的系统架构，包括储桩机构、移行机构、压桩机构以及夹紧机械手，实现了边坡离心模型试验过程中的实时入桩加固并能够精确控制入桩位置和深度，它的优点还在于(1)可靠性强，成本低；(2)设备和模型箱互相独立，避开了试验模型箱在制样后内部空闲尺寸狭窄的限制，且适宜于各种模型制样方式；(3)设备原理简单，入桩覆盖整个坡体，实现不同位置的入桩速率和深度；(4)控制方便，能够较好的进行边坡的实时入桩加固；(5)适用性广，可适用于粘土、粉土等多种土质边坡；(6)易于改造，可根据原有的系统架构开发新的用途。
文档编号E02D7/20GK102359108SQ20111019983
公开日2012年2月22日 申请日期2011年7月15日 优先权日2011年7月15日
发明者张嘎, 张建民, 王丽萍 申请人:清华大学