用于测定不同荷载下加筋地基土体承载特性的方法与流程

本发明属于测定地基的承载性能领域，具体涉及一种用于测定不同荷载下加筋地基土体承载特性的方法。

背景技术：

地基承载力是反应土体结构稳定性的重要指标，同时反应了这一稳定性对强度和变形能力的影响。地基的稳定性直接影响着建筑物的安全运营，是建筑物设计中的控制和操作因素之一。因此，通过先进的加筋技术，提高地基的承载能力，减小沉降，日渐受到重视。加筋地基是地基处理的一种方法，是指在基础下一定范围内的软弱土层中铺设增强体与某种填土组成的加筋垫层来作为持力层的地基。增强体通常为各种土工合成材料，如土工格栅、土工织物和土工格室等，填土通常为具有一定密实度的砂土。在软基上路堤底部设置土工织物，其兼有过滤、排水、加筋、隔离等多种功能。这种地基处理技术造价低、施工简便且取材广泛，在公路、铁路和建筑等领域中得到了广泛的应用。

目前，为研究加筋地基的破坏机理及承载力特性，通常使用现场试验、室内模型试验以及离心模型试验等多种手段，以及改进的太沙基法和极限平衡法等分析方法。其中，模型试验是研究加筋地基承载机理的有效方式。

室内模型试验是按一定的几何比例设计模型，并在外荷载作用下观测其变形性能。但现有技术对地基等柔性荷载作用下加筋地基内部土体和分层沉降的分布规律研究不够深入。以上这些问题的存在，需要设计新的技术方案加以解决。

CN104850730A公开了一种季节冻土区单桩水平承载性状数值分析方法，通过有限元数值模拟研究了季节冻土区冻土层对黄土地基水平受荷桩承载力的影响规律。提出了基于变形控制的不同冻土层厚度、不同桩径水平受荷桩承载力特征值修正系数。进一步基于计算结果对修正系数进行拟合，得到了季节冻土区黄土地基水平受荷桩承载力特征值修正系数表达式。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种结构简单、方便实用、可靠性好、准确性高；可连续监测荷载作用下地基分层沉降的变化过程，跟踪记录加载过程中地基各层的沉降规律的用于测定不同荷载下加筋地基土体承载特性的方法，。

本发明目的的实现方式为，用于测定不同荷载下加筋地基土体承载特性的方法，具体步骤为：

1)制作加筋地基模型

在横梁上安垂直加载装置，数个透明模型箱的四周有挡板，挡板与透明模型箱之间夹有透明有机玻璃，透明有机玻璃上外侧贴有印刷网格透明胶片，透明模型箱内放入土样后顶面铺有刚性承压板模拟基础，刚性承压板上有3个百分表对称布置，高速摄影系统由下方正对着透明模型箱；

2)加载

用横梁上所安垂直加载系统分级施加荷载P来模拟上覆荷载；

3)沉降测定

在印刷网格透明胶片上读取分层沉降量，用刚性承压板上的3个百分表测定总沉降量，透明模型箱下方的高速摄影系统监测荷载作用下地基分层沉降的变化过程，跟踪记录加载过程中地基各层的沉降规律数据。

该数据即为不同荷载下加筋地基土体承载特性值。

本发明的挡板为可拆卸的带肋板的框架，试验时通过平头螺丝与透明模型箱拼接。在挡板与透明模型箱之间夹有30mm厚的透明有机玻璃。透明模型箱不仅能承担部分土体压力，而且容易观察试验中地基的变形。模型试验箱上贴有印刷网格透明胶片，便于分层击实土样。高速摄影系统正对着透明模型箱，试验过程中可连续监测荷载作用下地基分层沉降的变化过程，跟踪记录加载过程中地基各层的沉降规律，提高了模型试验的精确度。透明模型箱内放入试样后顶面铺有刚性承压板模拟地基基础，3个百分表对称布置在承压板上，精确测试地基沉降。

附图说明

图1为本发明的地基模型箱结构示意图，

图2为本发明结构俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明进一步解释说明：

参照图1、2，本发明的具体步骤为：

1)制作加筋地基模型

在横梁8上安垂直加载装置，数个透明模型箱1的前后有挡板2，挡板2与透明模型箱1之间夹有透明有机玻璃3，透明有机玻璃3外侧贴有印刷网格透明胶片4，透明模型箱1内放入土样后顶面铺有刚性承压板5模拟基础，刚性承压板5上有3个百分表6对称布置，高速摄影系统7由下方正对着透明模型箱1；

所述挡板2为可拆卸的带肋板的框架，试验时通过平头螺丝与透明模型箱1拼接，装卸方便。

在挡板与透明模型箱之间夹有30mm厚的透明有机玻璃，透明模型箱及其外的透明有机玻璃不仅能承担部分土体压力，而且容易观察试验中放入土样地基的变形。

透明有机玻璃3上贴有印刷网格透明胶片，便于分层击实土样。

2)加载

用横梁8上所安垂直加载系统分级施加荷载P来模拟上覆荷载；

用横梁上所安垂直加载系统分级施加400KPa、600KPa、800KPa、1000KPa的荷载P。

3)沉降测定

在印刷网格透明胶片4上读取分层沉降量，用刚性承压板5上的3个百分表6测定总沉降量，透明模型箱1下方的高速摄影系统监测荷载作用下地基分层沉降的变化过程，跟踪记录加载过程中地基各层的沉降规律数据。

该数据即为不同荷载下加筋地基土体承载特性值。

本发明因高速摄像机7正对着透明模型箱1，试验过程中可连续监测荷载作用下地基分层沉降的变化过程，跟踪记录加载过程中地基各层的沉降规律。

本发明是基于相似原理来工作的，即按一定的几何、物理关系,用模型代替原型进行试验研究。

下面用具体实施例详述本发明。在某地采集含水率20％和含石率30％的砂土作为土样，按一定的压实标准将土分层填入3个透明模型箱1内，透明模型箱1的前后有挡板2，挡板2与透明模型箱1之间夹有透明有机玻璃3，透明有机玻璃3外侧贴有印刷网格透明胶片4。3个透明模型箱内填入土样，每层5cm,间隔10cm铺设一层加筋材料如土工格栅。模型地基填筑完毕后，放上刚性承压板，将3个百分表对称 布置在刚性承压板上，调整好正对着透明模型箱1的高速摄影系统7的位置。

2)加载

用横梁8上所安垂直加载系统按400KPa、600KPa、800KPa、1000KPa分级施加荷载P来模拟上覆荷载；

3)沉降测定

在印刷网格透明胶片4上读取分层沉降量，用刚性承压板5上的3个百分表6测定总沉降量，透明模型箱1下方的高速摄影系统监测荷载作用下地基分层沉降的变化过程，跟踪记录加载过程中地基各层的沉降规律数据。

该数据即为不同荷载下加筋地基土体承载特性值。