一种快速、简便的土体沉降模型的试验装置的制作方法

本实用新型涉及土体沉降模型的试验装置，特别涉及一种快速、简便的土体沉降模型的试验装置。

背景技术：

由于勘察、设计、施工、使用、维护管理以及自然灾害等诸多方面的原因，使既有建(构)筑物或在建工程不均匀下沉，产生倾斜、挠曲、开裂等病害，轻者影响建(构)筑物的正常使用，严重时使其丧失使用功能，甚至倒塌破坏。

我国的建(构)筑物纠倾扶正与防复倾加固技术起步较晚，但在最近十多年来发展较快，涌现出许多纠倾加固的新工艺、新方法和新技术。挽救了一大批危险建(构)筑物，为国家避免了严重的经济损失。

在纠倾工程中比较常用的掏土纠倾就是通过在建筑物沉降少的一侧的基底取土，人为地使该侧地基土支撑面积减少，在上部结构荷载作用下，基底应力增加，并利用土体自重应力和附加应力的作用，使地基土产生塑性变形，强迫该侧基础下沉。同时使原建筑物沉降大的一侧不再沉降，以达到调整两侧基础的沉降差，恢复建筑物的垂直度到规范允许值。

虽然国内外对纠偏进行了一些研究，取得了一些成果，但目前针对建筑物纠倾技术的研究重点更多着眼于纠倾方案的选定、纠倾施工工艺的确定以及严密的变形监测等方案，而大多忽视理论分析的指导作用，工程技术人员在进行设计时往往只是借助过去的经验和工程类比，纠倾效果主要通过技术人员的数据监测或纠倾经验来控制。因此，现在没有一套完善而准确的纠倾理论来指导现场的纠倾工程，所以在建筑物纠倾方面存在理论研究滞后于工程应用的现象。

现有用来研究纠倾理论的试验装置非常少，并且非常简陋，存在很多的缺陷。比如：1、无法对掏土倾斜全过程的应力数据进行采集；2、对孔径、孔深度、孔距等某一参数的模拟，需要重新对土箱内的土体进行更换，或者需要做加工几个相同规格的土箱，不能最大限度限度的保证土体参数一致；3、目前已有的土箱模型，都是一次成性，安装拆卸不便。

技术实现要素：

本实用新型提出了快速、简便的土体沉降模型的试验装置，解决了目前用来研究纠倾理论的试验装置存在无法进行掏土倾斜全过程的应力数据进行采集的缺陷；对孔径、孔深度、孔距等某一参数的模拟，需要重新对土箱内的土体进行更换，或者需要做加工几个相同规格的土箱，不能最大限度限度的保证土体参数一致的缺陷；以及目前已有的试验装置，都是一次成性，安装拆卸不便的缺陷。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

快速、简便的土体沉降模型的试验装置，包括底板和顶板，底板的外侧均匀的固定有四根竖直的立柱，立柱的上部设置有螺纹，螺纹上设置有螺母，顶板上开有四个与立柱对应的立柱通孔，顶板通过立柱通孔套在立柱上部，螺母位于顶板上方，底板的上表面中部设置有试验箱，试验箱包括箱底板、若干侧板、若干侧板连接装置和若干插板，箱底板的上表面设置有用于侧板下端定位的侧板定位装置，侧板之间的上部通过侧板连接装置连接，试验箱的内部为土体模型腔，土体模型腔按照不同高度设置有若干压力传感器，土体模型腔的上表面设置有承压板，承压板的上表面和顶板的下表面之间设置千斤顶，至少一块侧板上开有插板窗口，插板窗口上设置有插槽，插板可插拔的设置在插槽内，插板上开设有一排掏土孔，不同插板上的掏土孔的高度、直径和孔距，侧板上还设置有一个用于检测承压板下降高度的千分表。

进一步，所述侧板连接装置为拉力杆。

进一步，所述侧板为四块，四块所述侧板围成矩形，所述拉力杆为四根，相对布置的两块侧板的上部通过两根拉力杆连接。

进一步，所述试验箱前端和后端的侧板上均开有插板窗口，所述千分表连接在所述试验箱左侧或右侧的侧板上。

进一步，所述侧板定位装置为定位插槽或定位挡板。

进一步，所述插板为透明插板。

进一步，所述立柱位于所述底板的四个角上。

本实用新型的有益效果：

1、解决了传统加载系统采用袋装石子堆载，避免了纠倾过程中堆载土体上的袋装石子出现侧向滑下的可能性。

2、可以全过程对模型箱内的试验土样在纠倾过程中的应力变化量进行量测，千斤顶的压力控制与压力传感器的压力测量起到双控作用。

3、可以按掏土试验要求，随时更换插板，不需要更换箱内土体的状态，可以最大限度保持土体内的参数一致。

4、整个试验装置和其中的试验箱、千斤顶、千分表等部件均可以循环使用，并且拆卸方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型快速、简便的土体沉降模型的试验装置的结构示意图；

图2为插板的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1-2，参照图1和图2，快速、简便的土体沉降模型的试验装置，包括底板1和顶板2，底板1的外侧均匀的固定有四根竖直的立柱3，立柱3的上部设置有螺纹31，螺纹31上设置有螺母32，顶板2上开有四个与立柱对应的立柱通孔21，顶板2通过立柱通孔21套在立柱3上部，螺母32位于顶板2上方，底板1的上表面中部设置有试验箱5，试验箱5包括箱底板51、若干侧板52、若干侧板连接装置53和若干插板54，箱底板51的上表面设置有用于侧板52下端定位的侧板定位装置55，侧板52之间的上部通过侧板连接装置53连接，试验箱5的内部为土体模型腔，土体模型腔按照不同高度设置有若干压力传感器，土体模型腔的上表面设置有承压板6，承压板6的上表面和顶板2的下表面之间设置千斤顶7，至少一块侧板52上开有插板窗口56，插板窗口56上设置有插槽57，插板54可插拔的设置在插槽57内，插板54上开设有一排掏土孔58，不同插板54上的掏土孔58的高度、直径和孔距不同，侧板52上还设置有一个用于检测承压板6下降高度的千分表8。

优选的，所述侧板连接装置53为拉力杆。当然侧板连接装置53也可以是其他的形式，只要起到连接侧板52上端并且方便可拆卸式的目的即可。

优选的，所述侧板52为四块，四块所述侧板围成矩形，所述拉力杆为四根，相对布置的两块侧板52的上部通过两根拉力杆连接。

优选的，所述试验箱5前端和后端的侧板上均开有插板窗口56，所述千分表6连接在所述试验箱5左侧或右侧的侧板上。

优选的，所述侧板定位装置55为定位插槽或定位挡板。当然侧板定位装置55也可以是其他的形式，只要起到定位侧板下端的目的即可。

优选的，所述插板54为透明插板。透明插板可以更好的观察掏土孔的状况。

优选的，所述立柱3位于所述底板的四个角上，这样不会妨碍掏土。

本实用新型的使用方法，包括以下步骤：

(1)、组装试验箱：将试验箱5的侧板2组装成型，侧板52的下端通过侧板定位装置55定位，侧板52的上端通过侧板连接装置53连接固定，将插板54插入插槽57，每块插板54上的掏土孔的高度、直径和孔距不同，根据需要选择相应的插板；

(2)、制作土体模型：将试验土样拌均、置入试验箱5内的土体模型腔翻夯，土体模型腔内的试验土样每隔一定的高度就放入至少一个的压力传感器，整平土体模型上表面的试验土样，放上承压板6，使承压板6水平；

(3)、安装加压件：在承压板上放上千斤顶7，将顶板2套到立柱3上，顶板2的下表面与千斤顶7的上端面接触，并在立柱3上旋上螺母32，使顶板2水平；

(4)、掏土作业：根据建筑物是单向倾斜或是双向倾斜，对不同插板54上的掏土孔58进行单向掏土或双向掏土；

(5)、压力加载及检测：土体模型内的试验土样刚度达到一定程度，即在水平孔后待变形稳定时，将千分表8调零，根据加压方案，操作千斤顶7，使其通过承压板6对土体模型内的试验土样进行加压，按规定逐级加荷，记录千分表7读数和压力传感器的压力数值，注意观测承压板6周围表面出现的裂纹和试验土体侧向挤出的情况，记录并描绘地面裂纹形状；

(6)、重复试验：更换不同的插板54，可对不同的掏土孔径、深度、孔间距进行重复试验，对比期间的沉降情况。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。