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专利号: 2019105585423
申请人: 金陵科技学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种斜桩模型试验装置,其特征在于,包括模型箱系统和加载系统,其中:

模型箱系统包括模型箱箱体(11)、支撑板(12)、侧板(13)和斜桩定位架(14),模型箱箱体(11)为上开口的长方体箱,支撑板(12)的两短边分别固定在模型箱箱体(11)上开口的两长边上,且支撑板(12)的上表面设置有若干条平行于模型箱箱体(11)短边的锯齿形凹槽(15);侧板(13)的下边放置在支撑板(12)的一锯齿形凹槽(15)中,侧板(13)的背面设置有U型可转动钢箍(16),U型可转动钢箍(16)放置在支撑板(12)的一锯齿形凹槽(15)中,侧板(13)与支撑板(12)之间的夹角为2°~23°,侧板(13)上开有两条平行于模型箱箱体(11)短边的条形孔(17);斜桩定位架(14)的背面固定焊接有两个螺杆(19),两个螺杆(19)分别穿过侧板(13)上的两条条形孔(17)并由螺帽拧紧,斜桩定位架(14)的正面焊接有半封闭式铁皮管(18);

加载系统包括第一动杆(2)、第二动杆(4)、油箱(3)、第一液压油缸(5)、第二液压油缸(6)和底座(9),其中,第一动杆(2)、第二动杆(4)均为变截面箱体结构,第二动杆(4)与加载杆(1)之间焊接有封头板,加载杆(1)为活塞式加载油缸,且加载杆(1)末端设有外螺纹,第一动杆(2)的固定端通过销钉与底座(9)转动式连接,第一动杆(2)的末端通过销钉与第二动杆(4)的支点转动式连接,第二动杆(4)的一端与第二液压油缸(6)连接,第二液压油缸(6)固定安装在第一动杆(2)的中部上端,第二动杆(4)的另一端安装加载杆(1),第一动杆(2)的中部下端与第一液压油缸(5)连接,第一液压油缸(5)固定安装在底座(9)上;油箱(3)与第一液压油缸(5)、第二液压油缸(6)均连接。

2.根据权利要求1所述的斜桩模型试验装置,其特征在于,模型箱箱体(11)的底板、左右侧面板、后面板为钢板焊接组成,模型箱箱体(11)的正面板为加强有机玻璃板,所述加强有机玻璃板的外侧设置有一条垂直方向、两条水平方向的钢箍(20),模型箱箱体(11)上开口四周边沿均焊接有等边角钢(21),两长边的等边角钢(21)中心线上各设有若干个孔。

3.根据权利要求1所述的斜桩模型试验装置,其特征在于,支撑板(12)为一钢板,支撑板(12)的两短边各设有若干个孔。

4.根据权利要求1所述的斜桩模型试验装置,其特征在于,侧板(13)为一钢板,侧板(13)的上边、下边均设有刻度线(22),侧板(13)的背面焊接有两个铁块(23),所述两个铁块(23)分别安装在条形孔(17)的两端部且与条形孔(17)垂直,两个铁块(23)的上端均与侧板(13)的上边对齐,两个铁块(23)的外侧中心设有插孔,U型可转动钢箍(16)的卷边插入插孔中。

5.根据权利要求1所述的斜桩模型试验装置,其特征在于,斜桩定位架(14)为一铁块,其正面、背面均有中心刻度线,半封闭式铁皮管(18)位于正面中心刻度线上,螺杆(19)位于背面中心刻度线上。

6.根据权利要求1所述的斜桩模型试验装置,其特征在于,底座(9)为钢筋混凝土块体,底座(9)底面四角均设有铁支座(10)。

7.一种基于上述权利要求1至6任一项所述的斜桩模型试验装置的试验方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1:在模型箱箱体(11)内装入土体并压实,将支撑板(12)固定在模型箱箱体(11)上;

步骤2:将侧板(13)和U型可转动钢箍(16)放置在支撑板(12)的锯齿形凹槽(15)中,并调节侧板(13)与支撑板(12)之间的夹角,所述夹角为2°~23°;

步骤3:根据模型桩的截面形状和尺寸制作半封闭式铁皮管(18),并将其焊接在斜桩定位架(14)上,半封闭式铁皮管(18)的中心线与斜桩定位架(14)的正面中心刻度线对准;

步骤4:斜桩定位架(14)的背面螺杆(19)穿过侧板(13)的条形孔(17),将半封闭式铁皮管(18)的中心线对准侧板(13)的刻度线(22)后固定;

步骤5:制作模型桩和桩帽,将桩帽的一端套在模型桩的桩头上;

步骤6:将带桩帽的模型桩斜向插入半封闭式铁皮管(18)中;

步骤7:启动加载系统,调整第一动杆(2)、第二动杆(4)的位置和加载杆(1)的角度,将加载杆(1)与桩帽的另一端拧紧;

步骤8:对模型桩施压,将模型桩连续均匀地压入土体至设计标高。

8.根据权利要求7所述的斜桩模型试验方法,其特征在于,桩帽为一铁件,一端的开口内壁形状及尺寸与模型桩一致,另一端的开口内壁为圆形并设有内螺纹。