桩基础模型试验桩头倾角设定装置的制作方法

本发明属于岩土工程技术领域，涉及地基基础模型试验，是一种建筑工程试验装置，具体是一种模型试验中双斜桩基础，对竖向倾斜角度可调的装置，特别是模型斜桩基础桩头对竖向倾斜角度调节装置，实现不同倾斜角度模型斜桩可针对不同倾角反复使用。

背景技术：

由于土层性质受到地域环境、颗粒组成、地下水位等影响，并由于地基-基础相互作用的复杂性，地基与基础的工作机理至今尚有很多地方不清楚，影响到地基基础安全经济的设计、施工和使用。试验研究是搞清楚地基基础工作机理的有效而可行的方法，其中地基基础的模型试验因为其具有试验条件可控性强、试验操作容易、试验所需费用较低、试验所需时间较短等优点而被广泛采用，世界各相关著名高校和科研院所都设计建设了各具特色的模型试验装置，来研究地基基础的荷载-变形和破坏特点，分析承载力发挥机理。

技术实现要素：

本发明提供一种桩基础模型试验桩头倾角设定装置，目的在于克服现有技术可重复性差、建设成本高、使用不便、机构复杂等缺点。

本发明包括插销装置、插槽装置、销钉，所述插销装置为两根，各所述插销装置包括第一插销头、第二插销头，所述第一插销头为圆柱形销体，所述第二插销头为长方体板形销体，所述第一插销头一端与所述第二插销头的一端固定或一体设置，各所述第一插销头的下端插置在所述相应的模型桩桩体顶端；在所述第二插销头上设置主定位孔、多个调节定位孔，各所述调节定位孔分别设置在所述第二插销头的上端端部，各所述调节定位孔以所述主定位孔为圆心，各所述调节定位孔分别均布在所述主定位孔的圆周上，所述主定位孔与各调节定位孔之间设定相应的竖向倾斜角度；所述插槽装置包括连接块体，所述连接块体的两端分别设置成u型槽，各所述第二插销头分别配合于两端的所述u型槽内，在所述u型槽的两个侧壁上分别设置相互对应主插孔、调节插孔，各主插孔分别与所述主定位孔通过销钉对应连接，各所述调节插孔分别与相应的调节定位孔通过销钉对应连接，各所述调节定位孔选择性的与相应的主定位孔之间设定相应的角度。

本发明工作时，两个插销装置下端连接模型桩，插销装置上端分别与插槽装置连接，模型桩桩体埋于土下，进行模型实验，通过主定位孔与主插孔连接，各调节定位孔分别与调节插孔对应连接，通过调节定位孔与主定位孔之间相应的角度，由于主定位孔与调节定位孔之间具有设定好的倾斜角度，插销装置、插槽装置、模型桩三者之间组成对竖向倾斜一个设定角度的斜桩基础；本发明的角度调节装置根据工程上使用较多的斜桩对竖向倾角的角度范围，选择0°至20°，角度调节采用插销上不同的孔内安装销钉来予以控制，可以控制斜桩对竖向的倾角，提高角度控制精度，降低角度控制难度。模型斜桩对竖向的倾角可以调节、可以重复使用，其结构简单、自身重量轻、是一种对竖向角度调节方便、角度控制精确的模型桩安装技术。

本发明所述第二插销头的调节定位孔为五个，分别为第一、第二、第三、第四、第五调节定位孔，所述第一、第二、第三、第四、第五调节定位孔分别以所述主定位孔为圆心均布在内外层圆周上，第一调节定位孔与主定位孔位于同一竖直线上，所述第二、第四调节定位孔位于第一、第三、第五调节定位孔的内圈，所述第二、第四调节定位孔更为靠近所述主定位孔；第二、第三、第四、第五调节定位孔与主定位孔所在的竖直方向依次向左或向右依次偏移5°、10°、15°、20°，第一、第二、第三、第四、第五调节定位孔（红色字体是增加的文字）分别对应斜桩对竖向的倾角为0°、5°、10°、15°、20°。

本发明通过第二插销头上的六个通孔，即主定位孔、第一、第二、第三、第四、第五调节定位孔，一个主定位孔，在插销旋转以确定斜桩对竖向倾角的过程中这个孔上的销钉保持不动；其余五个孔为确定斜桩对竖向倾斜角度的孔，分别对应斜桩对竖向的倾角为0°、5°、10°、15°、20°。这种设置结构合理，简单。

本发明所述插槽装置上各u型槽两侧的调节插孔为两个，分别为第一调节插孔、第二调节插孔，所述第一、第二调节插孔与所述主插孔位于同一竖直线上，所述第二调节插孔较第一调节插孔靠近所述主插孔，所述主插孔与所述主定位孔对应设置，所述第一调节插孔分别与第一、第三、第五调节定位孔对应设置，所述第二调节插孔分别与第二、第四调节定位孔对应设置，所述主插孔与所述主定位孔对应设置。

本发明插销装置在固定孔上通过销钉与插槽装置连接起来，绕着这个销钉可以转动。在其他五个孔上对应相应的倾角，在其中一个孔上用销钉把插销同插槽固定的时候，即对应一个倾斜角度。

本发明所述插销装置的第一插销头与相应的模型桩可拆卸式插接。

附图说明

图1为本发明插销装置与模型桩的一种结构示意图；

图2为图1的侧面图；

图3为图1的俯视图；

图4为插槽装置的一种结构示意图；

图5为图4的俯视图；

图6为图4的侧视图；

图7为插销的一种结构示意图；

图8为本发明使用状态的一种结构示意图。

具体实施方式

如图1、2、3、4、5、6、7、8所示，本桩基础模型试验桩头倾角设定装置，包括插销装置5、插槽装置3、销钉，插销装置为两根，各插销装置5包括第一插销头1-2、第二插销头2，第一插销头1-2为圆柱形销体，第二插销头2为长方体板形销体，第一插销头1-2一端与第二插销头2的一端固定或一体设置，各第一插销头1-2的下端分别插置在相应的模型桩桩体1-1顶端；在第二插销头1-2上设置主定位孔2-1、多个调节定位孔2-2、2-3、2-4、2-5、2-6，各调节定位孔2-2、2-3、2-4、2-5、2-6分别设置在第二插销头2的上端端部，各调节定位孔2-2、2-3、2-4、2-5、2-6以主定位孔2-1为圆心，各调节定位孔2-2、2-3、2-4、2-5、2-6分别均布在主定位孔2-1的圆周上，主定位孔2-1与各调节定位孔2-2、2-3、2-4、2-5、2-6之间设定相应的竖向倾斜角度；插槽装置3包括连接块体6，连接块体6的两端分别设置成u型槽7，各第二插销头2分别配合于两端的u型槽7内，在u型槽7的两个侧壁上分别设置相互对应主插孔3-1、调节插孔3-2、3-3、3-5、3-6，各主插孔3-1分别与主定位孔2-1通过销钉对应连接，调节插孔3-2分别与调节定位孔2-3、2-5通过销钉对应连接，调节插孔3-3分别与相应的调节定位孔2-2、2-4、2-6通过销钉对应连接，各调节定位孔2-2、2-3、2-4、2-5、2-6选择性的与相应的主定位孔2-1之间设定相应的角度。

第二插销头2的调节定位孔为五个，分别为第一、第二、第三、第四、第五调节定位孔2-2、2-3、2-4、2-5、2-6，第二、第四调节定位孔2-3、2-5位于第一、第三、第五调节定位孔2-2、2-4、2-6的内圈，第二、第四调节定位孔2-3、2-5更为靠近主定位孔2-1；第一、第二、第三、第四、第五调节定位孔2-2、2-3、2-4、2-5、2-6分别以主定位孔2-1为圆心均布在内外层圆周上，第一调节定位孔2-2与主定位孔2-1位于同一竖直线上，第二、第三、第四、第五调节定位孔2-3、2-4、2-5、2-6与主定位孔2-1所在的竖直方向依次向左或向右依次偏移5°、10°、15°、20°，第一、第二、第三、第四、第五调节定位孔分别对应斜桩对竖向的倾角为0°、5°、10°、15°、20°。

插槽装置3上各u型槽7两侧的调节插孔为两个，分别为第一调节插孔3-3、3-6、第二调节插孔3-2、3-5，第一、第二调节插孔3-3与主插孔3-1位于同一竖直线上，第二调节插孔3-2较第一调节3-3插孔靠近主插孔3-1，主插孔3-1与主定位孔2-1对应设置，第一调节插孔3-3分别与第一、第三、第五调节定位孔2-2、2-4、2-6对应设置，第二调节插孔3-2分别与第二、第四调节定位孔2-3、2-5对应设置，主插孔3-1与主定位孔2-1对应设置。

插销装置5的第一插销头2-2与相应的模型桩1-1可拆卸式插接。

模型桩对竖向倾斜角度的具体控制方式：

把插销上的第一插销头1-2插入模型桩。把插销的第二插销头2插入插槽3，把第二插销头上的主定位孔2-1与插槽上的主插孔3-1对正后，在主插孔3-1中插入销钉4；再把第二插销头2上的第一调节定位孔2-2与改为u型槽7上的第一调节插孔3-3对正，在第一调节插孔3-3中插入销钉4。这样，由第一插销头1-2和第二插销头2、插槽3以及模型桩1-1，就组成对竖向倾斜角度为0°的斜桩基础。

把插销上的第一插销头1-2插入模型桩。把插销的第二插销头2插入插槽3，把第二插销头上的主定位孔2-1与插槽上的主插孔3-1对正后，在主插孔3-1中插入销钉4；再把第二插销头2上的第二调节定位孔2-3与u型槽7上的第二调节插孔3-2对正，在第二调节插孔3-3中插入销钉4。这样，由第一插销头1-2和第二插销头2、插槽3以及模型桩1-1，就组成对竖向倾斜角度为5°的斜桩基础。

把插销上的第一插销头1-2插入模型桩。把插销的第二插销头2插入插槽3，把第二插销头上的主定位孔2-1与插槽上的主插孔3-1对正后，在主插孔3-1中插入销钉4；再把第二插销头2上的第三调节定位孔2-4与u型槽7上的第一调节插孔3-3对正，在第一调节插孔3-3中插入销钉4。这样，由第一插销头1-2和第二插销头2、插槽3以及模型桩1-1，就组成对竖向倾斜角度为10°的斜桩基础。

把插销上的第一插销头1-2插入模型桩。把插销的第二插销头2插入插槽3，把第二插销头上的主定位孔2-1与插槽上的主插孔3-1对正后，在主插孔3-1中插入销钉4；再把第二插销头2上的第四调节定位孔2-5与u型槽7上的第二调节插孔3-2对正，在第二调节插孔3-3中插入销钉4。这样，由第一插销头1-2和第二插销头2、插槽3以及模型桩1-1，就组成对竖向倾斜角度为15°的斜桩基础。

把插销上的第一插销头1-2插入模型桩。把插销的第二插销头2插入插槽3，把第二插销头上的主定位孔2-1与插槽上的主插孔3-1对正后，在主插孔3-1中插入销钉4；再把第二插销头2上的第五调节定位孔2-6与u型槽7上的第一调节插孔3-3对正，在第一调节插孔3-3中插入销钉4。这样，由第一插销头1-2和第二插销头2、插槽3以及模型桩1-1，就组成对竖向倾斜角度为20°的斜桩基础。

另一根插销装置，与上述插销的对称设置，其角度调节与上述相互对应一致，插销装置5的第二插销头2与插槽装置的第一、第二调节插孔3-6、3-5相互调整对应连接，实现与上述角度调节一致的动作。