一种探究刚性桩复合地基荷载传递机理的渗流试验装置

1.本实用新型涉及到非饱和土体复合地基降雨入渗和地下水位上升试验装置，具体是在降雨入渗及地下水位升降过程中，探明刚性桩复合地基荷载传递机理的渗水试验装置。


背景技术：

2.地下水位的升降都将引起变化后水位线以下或以下地基土体有效应力的变化，从而诱发新的地面沉降变形。现有研究结果也表明，我国绝大多数地区的区域性沉降均是由地下水开采产生的地下水位降低引起的。地下水位降低引起的浅层及深层地基沉降变形，也必将影响刚性桩复合地基的承载及受力变形特性。对于刚性桩复合地的研究基荷载传递规律的研究，纯粹的理论计算及有限元模拟并不能直观的发现其变化规律。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种探究刚性桩复合地基荷载传递机理的渗流试验装置，以解决现有研究中在探究刚性桩复合地基荷载传递机理不直观，不便捷，费时费力的问题。
4.为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：
5.一种探究刚性桩复合地基荷载传递机理的渗流试验装置，其特征在于，包括主体模型箱，活动挡墙，升降支架，供水管道，排水管道，角钢，带孔钢板，三通接头，降雨喷头，螺母一，螺母二，螺母三。所述主体模型箱包括挡板和活动挡墙，所述活动挡墙侧面有加劲肋，对面挡板底部预留进水孔和排水孔，所述挡板面上焊接临时固定管道的装置，所述管道均用法兰连接，所述模型箱内部有s形pvc管道，上部为升降支架，所述升降支架由两段方钢组成，下部分与主体模型箱用螺母一连接，上部分与方框用螺母二连接，所述方框包括角钢和带孔钢板，所述角钢一对边预留有槽道，所述带孔钢板两端通过螺母三与角钢方框连接，其孔中插入三通接头，所述三通接头两侧与供水管路相连，下侧与降雨喷头连接，同时将降雨喷头固定在钢板上，所述供水管路，由不同长度的不锈钢波纹管组成，波纹管可任意弯曲变形，可实现降雨喷头位置的改变。
6.所述的一种探究刚性桩复合地基荷载传递机理的渗流试验装置，其特征在于：所述主体模型箱的活动挡墙对面挡板底部需预留进水孔和排水孔，挡板面上焊接临时固定管道装置，整个模型箱体具有良好的密封性。
7.所述的一种探究刚性桩复合地基荷载传递机理的渗流试验装置，其特征在于：所述升降支架的上段方钢内径要大于下段方钢内径。
8.所述的一种探究刚性桩复合地基荷载传递机理的渗流试验装置，其特征在于：所述供水管路由不锈钢波纹管组成，波纹管可以任意弯曲变形，不用通过拆卸三通接头就可以实现降雨喷头的位置的改变。
9.所述的一种探究刚性桩复合地基荷载传递机理的渗流试验装置，其特征在于：所
述降雨喷头与三通接头下侧连接，并固定在钢板上，每个降雨喷头可通过旋转控制单位时间内通过的流量。
10.本实用新型的有益效果为：使用时将设备固定在适当位置，在模拟地下水位上升试验时，箱体底部在钢板一侧预留有进水孔，进水孔外部与水管相连，箱体内外水管通过法兰连接，试验时打开底部供水动力系统，通过s型管道由下至上供水，模拟地下水位上升；在模拟地下水位下降试验时，箱体底部铺设的碎石，碎石上部铺一层窗纱网，打开排水通道，模型箱内部水流透过碎石层，流出排水孔，模拟地下水位下降；在模拟淋雨试验时，将三通接头接入供水管路，接头下部连接降雨喷头，任意移动喷头的位置或增减喷头的数量，充分满足降雨覆盖整个模型箱面积；以致能够快速，方便的通过模拟试验，更加直观的探究刚性桩复合地基荷载传递机理的变化规律。
附图说明
11.图1是本实用新型的一个实施例的整体示意图；
12.图2本实用新型的主体模型箱示意图。
13.图3为本实用新型的淋雨装置示意图。
具体实施方式
14.为使本实用新型所达成的创新、技术手段和达成既定目的易于理解，下面对本实用新型具体实施方式进行阐述。
15.如图1～3所示，一种探究刚性桩复合地基荷载传递机理的渗流试验装置，包括主体模型箱1，升降支架9，供水管道6，排水管道7，角钢方框 11，带孔钢板12，三通接头13，降雨喷头16。所述主体模型箱1包括活动挡墙2和挡板3，所述活动挡墙2对面挡板3预留有进水孔和排水孔，且挡板3焊接有临时固定管道装置，所述模型箱体内部有s形pvc管道5，在模拟地下水位上升试验时，主体模型箱1底部在钢板一侧预留有进水孔，进水孔外部与水管相连，箱体内外水管通过法兰连接，试验时打开底部供水动力系统，通过s型管道5由下至上供水，模拟地下水位上升；在模拟地下水位下降试验时，主体模型箱1底部铺设的碎石，碎石上部铺一层窗纱网，打开排水通道，模型箱内部水流透过碎石层，流出排水孔，模拟地下水位下降。
16.在本实施例中，所述主体模型箱底部有供水管道6和排水管道7，所述管道均法兰连接，主体模型箱1上部有升降支架9，通过调节升降支架9可实现上下升降，调节降水高度，所述升降支架9上部为淋雨装置骨架，所述骨架包括角钢11和带孔钢板12，所述带孔钢板孔中插入有三通接头13，其两侧接供水管路，下侧接降雨喷头16，操作时通过弯曲扭转供水管路波纹管15即可实现降雨喷头16位置的改变，充分满足降雨覆盖整个模型箱面积，所述降雨喷头16其固定在钢板上，每个喷头可通过旋转控制单位时间内通过的流量，每转一圈增加约0.1l/min的流量，到达模拟自然界不同降雨强度效果。
17.工作原理：使用时，将主体模型箱1放置合适位置，调整好箱体底部的排水管道7，主体模型箱1上部为一淋雨装置，通过调整升降支架9可控制降水高度，升降支架9上部为淋雨装置骨架，将骨架中的带孔钢板12的孔中插入三通接头13，接头两侧与供水管路6连接，下侧与降雨喷头16连接，降雨喷头16固定在钢板12上，且具有独立开关，出水口大小可调
节，且每转一圈增加约0.1l/min的流量，达到模拟自然界不同降雨强度效果。
18.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以同等替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种探究刚性桩复合地基荷载传递机理的渗流试验装置，其特征在于，包括主体模型箱(1)、活动挡墙(2)、升降支架(9)、供水管道(6)、排水管道(7)、角钢(11)、带孔钢板(12)、三通接头(13)、降雨喷头(16)、螺母一(8)、螺母二(10)、螺母三(14)，所述主体模型箱(1)包括挡板(3)和侧面有加劲肋(4)的活动挡墙(2)，所述活动挡墙(2)对面挡板(3)底部预留进水孔和排水孔，所述挡板(3)面上焊接有临时固定由法兰连接的管道的装置，所述主体模型箱(1)上部的升降支架(9)由两段方钢组成，方钢的上下两端分别与方框和主体模型箱(1)通过螺母二(10)及螺母一(8)连接，所述方框包括一对边预留有槽道的角钢(11)和可插入三通接头的带孔钢板(12)，所述带孔钢板两端通过螺母三(14)与角钢(11)方框连接，所述三通接头(13)的两侧和下侧分别与供水管路及固定在钢板(12)上的降雨喷头(16)相连，所述供水管路由不同长度的不锈钢波纹管(15)组成，可实现降雨喷头(16)位置的改变。2.根据权利要求1所述的一种探究刚性桩复合地基荷载传递机理的渗流试验装置，其特征在于：所述主体模型箱(1)的活动挡墙(2)对面挡板(3)上焊接有使得主体模型箱(1)具有良好的密封性的临时固定由法兰连接的管道装置。3.根据权利要求1所述的一种探究刚性桩复合地基荷载传递机理的渗流试验装置，其特征在于：所述升降支架(9)的上段方钢内径要大于下段方钢内径。4.根据权利要求1所述的一种探究刚性桩复合地基荷载传递机理的渗流试验装置，其特征在于：构成供水管路的所述不锈钢波纹管(15)可以实现降雨喷头(16)的位置的改变。5.根据权利要求1所述的一种探究刚性桩复合地基荷载传递机理的渗流试验装置，其特征在于：所述固定在带孔钢板(12)上的降雨喷头(16)可通过旋转控制单位时间内通过的流量。6.根据权利要求1所述的一种探究刚性桩复合地基荷载传递机理的渗流试验装置，其特征在于：所述带孔钢板(12)其两端通过螺母三(14)与角钢(11)方框连接，整个降雨试验的降雨范围可以通过移动或增加带孔钢板(12)的数量控制。7.根据权利要求1所述的一种探究刚性桩复合地基荷载传递机理的渗流试验装置，其特征在于：所述主体模型箱(1)内外管道通过法兰连接，通过主体模型箱(1)内的s形pvc管道由下至上供水来模拟地下水位上升。

技术总结
一种探究刚性桩复合地基荷载传递机理的渗流试验装置，主体模型箱，所述主体模型箱包括挡板和活动挡墙，所述活动挡墙侧面有加劲肋，对面挡板底部预留进水孔和排水孔，所述挡板面上焊接临时固定管道装置，所述管道均用法兰连接，所述模型箱内部有S形PVC管道，模型箱上部为升降支架，所述升降支架由两段方钢组成，下部与主体模型箱用螺母一连接，上部与方框用螺母二连接，所述方框包括角钢和带孔钢板，所述角钢一对边预留有槽道，所述带孔钢板两端通过螺母三与方框连接，其孔中插入三通接头，所述三通接头两侧与供水管路相连，下侧与降雨喷头连接，同时将降雨喷头固定在钢板上，所述供水管路，由不同长度的不锈钢波纹管组成，波纹管可任意弯曲变形，可实现降雨喷头位置的改变，充分满足降雨覆盖整个模型箱面积，本发明提供了一种装置，操作简单方便，能够通过降雨入渗及地下水位升降试验来探究刚性桩复合地基荷载传递机理的变化规律。复合地基荷载传递机理的变化规律。复合地基荷载传递机理的变化规律。


技术研发人员：刘一帆 朱康康 蔡云鹏 李明宇 马帅 王增辉 杜亚林 杨景辉 孟祥瑞 崔伟 李豪强 纪磊 张丰舜 王越
受保护的技术使用者：郑州大学
技术研发日：2021.10.29
技术公布日：2022/4/13