一种基坑支护结构模型的内支撑模拟装置的制作方法

本实用新型涉及基坑工程实验技术，尤其涉及一种基坑支护结构模型的内支撑模拟装置。

背景技术：

近年来，随着国内外大量高层、超高层建筑和城市地铁的建设，基坑的深度、规模不断加大，支护难度也在不断提升。支撑式支挡结构具有受力明确、易于控制变形等优点，因此在深基坑工程中被广泛运用。基坑支护结构作为基坑临时保护措施，是保护施工人员安全和防止基坑事故发生的必要措施，基坑支护结构受力与变形特征在设计和施工过程中被高度关注。在室内建立基坑及支护结构模型来模拟工程实践已成为研究深基坑问题的常用手段。对于支撑式支挡结构而言，准确模拟并监测内支撑受力与变形特征是室内模拟基坑开挖全过程的关键。目前，基坑内支撑室内模拟装置大多只模拟钢支撑或混凝土支撑的对撑结构，不能实现支撑与支撑之间的相互联系，且不能模拟内支撑的加卸载过程，导致室内模型不能准确描述实践工程中支护结构的受力与变形情况。另外，现有的基坑内支撑模拟装置大多只监测内力，没有监测内支撑的变形。因此，需要开发一种可准确反映工程实际情况的内支撑模拟装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种基坑支护结构模型的内支撑模拟装置，该装置能准确模拟支挡式结构中内支撑受力与变形过程，可实现自由加卸载支撑力。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种基坑支护结构模型的内支撑模拟装置，包括竖向平行设置的第一承压板和第二承压板，第一承压板和第二承压板分别与挡土构件固定，第一承压板和第二承压板间依次设有同轴设置的定位螺杆、连接杆、空心杆、实心螺杆；

定位螺杆一端与第一承压板固定连接，定位螺杆另一端与力传感器一端螺纹连接，力传感器另一端与连接杆一端螺纹连接；连接杆外套设有弹簧，中部收拢的阶梯状外壳与连接杆同轴设置，外壳一端套设在弹簧外且设有监测弹簧压缩量的刻度线，另一端与力传感器固定连接，外壳收拢处与弹簧一端抵接，弹簧另一端外还套设有弹簧套筒，弹簧套筒设置在弹簧和外壳间，弹簧套筒外壁设有与刻度线对应的指针；

连接杆外还套设有沿其轴向滑动的顶推件，顶推件与空心杆一端固定连接，顶推件在空心杆的作用下通过弹簧套筒压缩弹簧，弹簧再通过外壳向力传感器传递压力，实现预应力施加；

实心螺杆外套设有加压件，以及驱动加压件沿实心螺杆轴向移动的加卸载螺栓，加卸载螺栓与加压件一体设计，加压件与空心杆另一端固定连接，加卸载螺栓与实心螺杆螺纹连接，通过旋转加卸载螺栓，使加压件带动空心杆轴向移动，实现对顶推件的动力加载/卸载。

进一步的，所述连接杆末端与所述空心杆上还设有对应的限位螺孔，限位螺孔内设有限位螺杆，将连接杆和空心杆固定。

进一步的，所述实心螺杆外还套设有连接块，连接块为长方体状，连接块沿其轴线方向设有螺纹孔，连接块通过螺纹孔套装在实心螺杆上，连接块两端通过螺母固定，连接块其他端面均设有沿实心螺杆径向设置的连接螺孔，通过与其他支撑、立柱连接，构成支撑体系。

进一步的，所述外壳采用有机玻璃制作而成。

进一步的，所述外壳上还设有对应刻度线的长条孔，所述指针穿过长条孔且可沿长通孔长度方向滑动。

进一步的，所述连接杆末端还设有限制顶推件的限位螺母，防止顶推件脱落。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种基坑支护结构模型的内支撑模拟装置，能够很好地模拟基坑支挡式支护结构中内支撑的支护作用，且能实时监测内支撑的受力特征和变形情况，可实现自由加卸载支撑力，具有构造简单，成本低、易加工等特点，便于推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为外壳的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-2所示，一种基坑支护结构模型的内支撑模拟装置，包括竖向平行设置的第一承压板1和第二承压板2，第一承压板1和第二承压板2分别与挡土构件20固定，第一承压板1和第二承压板2间依次设有同轴设置的定位螺杆3、连接杆4、空心杆5、实心螺杆6；

定位螺杆3一端与第一承压板1固定连接，定位螺杆3另一端与力传感器7一端螺纹连接，力传感器7另一端与连接杆4一端螺纹连接；连接杆4外套设有弹簧8，中部收拢的阶梯状外壳9与连接杆4同轴设置，外壳9一端套设在弹簧8外且设有监测弹簧8压缩量的刻度线，另一端与力传感器7固定连接，外壳9收拢处与弹簧8一端抵接，弹簧8另一端外还套设有弹簧套筒10，弹簧套筒10设置在弹簧8和外壳9间，弹簧套筒10外壁设有与刻度线对应的指针11；所述外壳9上还设有对应刻度线的长条孔18，所述指针11穿过长条孔18且可沿长通孔18长度方向滑动；

连接杆4外还套设有沿其轴向滑动的顶推件12，顶推件12与空心杆5一端固定连接，顶推件12在空心杆5的作用下通过弹簧套筒10压缩弹簧8，弹簧8再通过外壳9向力传感器7传递压力，实现预应力施加，同时，弹簧套筒10压缩弹簧8过程中，指针11，沿长条孔长度方向滑动，通过指针11移动前后指示的刻度，还可以实现支撑件变形量的读取；

实心螺杆6外套设有加压件13，以及驱动加压件13沿实心螺杆轴6向移动的加卸载螺栓14，加卸载螺栓14与加压件13一体设计，加压件13与空心杆5另一端固定连接，加卸载螺栓14与实心螺杆6螺纹连接，通过旋转加卸载螺栓14，使加压件13带动空心杆5轴向移动，实现对顶推件12的动力加载/卸载。

所述连接杆4末端与所述空心杆5上还设有对应的限位螺孔，限位螺孔内设有限位螺杆15，将连接杆4和空心杆5固定。当模拟混凝土支撑时，由于混凝土支撑变形量极小，安装限位螺杆15，使连接杆4和空心杆5固定，以限制模拟杆件的变形，从而实现模拟混凝土支撑的变形特征。当模拟钢支撑时，由于钢支撑变形量较大，拆除限位螺杆15，解除连接杆4和空心杆5的连接固定，以实现模拟钢支撑变形特征。

所述实心螺杆6外还套设有连接块16，连接块16为长方体状，连接块16沿其轴线方向设有螺纹孔，连接块16通过螺纹孔套装在实心螺杆6上，连接块16两端通过螺母17固定，连接块16其他端面均设有沿实心螺杆6径向设置的连接螺孔，通过与其他支撑、立柱连接，构成支撑体系。

所述连接杆4末端还设有限制顶推件12的限位螺母19，防止顶推件12脱落。

所述外壳9采用有机玻璃制作而成，为上下对开设计，如图2所示。

该实施例能够很好地在室内模拟基坑支挡式支护结构中内支撑的支护作用，且能实时监测支撑的受力与变形，并能联结多根支撑杆件和立柱形成支撑体系，稳定性好。

对于熟悉本技术领域的技术人员而言，应理解的是，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，对于熟悉本技术领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。