一种室内大型土工模型试验的单管多杆分层沉降测量装置制造方法
【专利摘要】一种室内大型土工模型试验的单管多杆分层沉降测量装置，其构成是：模型箱通过支座支撑于刚性基础上，在模型的中轴线附近从上至下预埋多个沉降板，沉降板底面连接沉降杆；沉降杆的下端穿过下方的沉降板及模型箱与对应的测试板固定连接；测试板的底面通过下拉弹簧与刚性基础固定连接；百分表通过百分表支架固定于刚性基础上，百分表的探针则与对应的测试板的上表面垂直接触；相邻的沉降板之间的所有沉降杆共同内套于一个柔性的波纹套管中，最下方的沉降板与模型箱底部之间的所有沉降杆也共同内套于一个柔性的波纹套管。该测试装置能够方便地测出模型土体的分层沉降量，其测试结果更精确，可靠；且方便模型土体制作。
【专利说明】一种室内大型土工模型试验的单管多杆分层沉降测量装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种室内大型土工模型试验的单管多杆分层沉降测量装置，属于 土工模型试验【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 室内土工模型试验是岩土工程试验的重要组成部分。室内土工模型试验是指在实 验室内，模拟岩土的物理力学状态，测试相应状态下的力学响应。
[0003] 变形测试是土工模型试验很重要的内容。一般土工模型除了测试土体表面的变 形，还要测试分层沉降。通过测试不同深度土层的沉降量，掌握各个土层的压缩层厚度及变 形特性，了解软土地基在施工及运行期间各土层的沉降情况，判断其稳定性，作为改进施工 方法，控制施工进度及确保施工安全的依据。常用的室内土体分层沉降的测试方法是：将 模型土体中分层设置沉降板，沉降杆与沉降板固定连接，沉降杆向上伸出模型箱，将测试仪 器的探头置于沉降杆的上端；然后在模型土体上部加载，根据各探头的测量值，算出各分层 沉降板的高程，从而得出分层沉降量。其存在的问题是，加载装置在模型上部的中轴线处加 载，沉降杆的上端及其探头则不能位于模型上部的中轴线或附近，而只能位于模型上部偏 离中轴线较远的位置，无法测得土工模型中心轴线上的分层沉降量，测量出来的沉降量误 差大，可靠性差。另外，为了避免沉降杆与土体间的相互作用与干扰，通常在沉降杆上套合 柔性的波纹套管，多个沉降杆对应套合多个波纹套管，所占的空间大，会产生较大的"加筋" 效应，既不方便模型的压实制作，也会影响测量值的准确性和可靠性。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的是提供一种室内大型土工模型试验的单管多杆分层沉降测量 装置，该测试装置能够方便地测出模型土体的分层沉降量，其测试结果更精确，可靠；且方 便模型土体制作。
[0005] 本实用新型为实现其目的采用的技术方案是，一种室内大型土工模型试验的单管 多杆分层沉降测量装置，其特征在于：
[0006] 模型箱通过支座支撑于刚性基础上，在模型箱内的模型的中轴线附近从上至下预 埋多个沉降板，沉降板底面连接沉降杆；
[0007] 最下方的沉降板连接的沉降杆的下端穿过模型箱与对应的测试板固定连接，其余 的沉降板连接的沉降杆的下端穿过下方的沉降板及模型箱与对应的测试板固定连接；测试 板的底面通过下拉弹簧与刚性基础固定连接；
[0008] 百分表通过百分表支架固定于刚性基础上，百分表的探针则与对应的测试板的上 表面垂直接触；
[0009] 相邻的沉降板之间的所有沉降杆共同内套于一个柔性的波纹套管中，最下方的沉 降板与模型箱底部之间的所有沉降杆也共同内套于一个柔性的波纹套管。
[0010] 本实用新型的工作过程和原理是： toon] 试验时从的中轴线上方加载，土体压缩变形，土体中从上至下分层预埋的沉降板 随之产生坚向位移。沉降板带动沉降杆及模型箱外下端对应的测试板向下移动，通过百分 表测出各个测试板的坚向位移量。由于沉降杆与测试板均为刚性体，故测得的各个测试板 的坚向位移量即为各个沉降板所在位置处的土体的沉降，从而实现了土体模型分层沉降的 测量。
[0012] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
[0013] 一、模型箱通过支座支撑于刚性基础上，使模型箱的底部露出，进而将沉降杆从下 穿出模型箱(而不是向上伸出模型箱)，并在模型箱露出的底部空间安装与沉降杆相连的测 试板与百分表。由于测试板与百分表安装在模型箱底部下方，避免了与模型箱中轴线上方 的加载装置的位置冲突，测试板与百分表及其沉降杆均可安装在模型箱的中轴线上及其附 近，使其测出的模型土体分层沉降量为中轴线附近的沉降量，较之偏离中轴线处的沉降量， 其测试值更能准确、可靠的反映模型土体的真实沉降。同时，模型的测量器具远离上方的加 载装置，对加载的影响、干扰小，也使测量的结果更精确、可靠。
[0014] 二、位于相邻沉降板间的同层土体中并列放置一个柔性波纹套管内，形成单管多 杆设置方式。一方面，可避免沉降杆与土体直接接触，而柔性的波纹套管可随土体一起变 形，减小了测试装置与模型土体的相互干扰，使测试更精确、可靠。另一方面避免了多个波 纹套管对土体空间的占用，从而降低了模型土体的"加筋"效应，模型土体与真实土体更接 近，也使测试更精确、可靠；同时，也方便模型的压实制作。
[0015] 三，各个沉降杆通过各自的测试版、下拉弹簧与刚性基础相连，避免了各个沉降杆 在下降时的相互干扰，以保障测量结果的可靠、准确。
[0016] 进一步，本发明的沉降杆和与其连接的测试板底面的下拉弹簧在同一铅垂轴线 上。
[0017] 这样，可保证沉降杆随沉降板向下移动的过程中始终处于铅垂状态，提高测量精 度。
[0018] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1是本实用新型实施例的主视结构示意图。
【具体实施方式】
[0020] 实施例
[0021] 图1示出，本实用新型的一种【具体实施方式】，一种室内大型土工模型试验的单管 多杆分层沉降测量装置，一种室内大型土工模型试验的单管多杆分层沉降测量装置，其特 征在于：
[0022] 模型箱9通过支座8支撑于刚性基础10上，在模型箱9内的模型的中轴线附近从 上至下预埋多个沉降板1，沉降板1底面连接沉降杆2 ;
[0023] 最下方的沉降板1连接的沉降杆2的下端穿过模型箱9与对应的测试板7固定连 接，其余的沉降板1连接的沉降杆2的下端穿过下方的沉降板1及模型箱9与对应的测试 板7固定连接；测试板7的底面通过下拉弹簧5与刚性基础10固定连接；
[0024] 百分表4通过百分表支架6固定于刚性基础10上，百分表4的探针则与对应的测 试板7的上表面垂直接触；
[0025] 相邻的沉降板1之间的所有沉降杆2共同内套于一个柔性的波纹套管3中，最下 方的沉降板1与模型箱9底部之间的所有沉降杆2也共同内套于一个柔性的波纹套管3。
[0026] 本例的沉降杆2和与其连接的测试板7底面的下拉弹簧5在同一铅垂轴线上。
【权利要求】
1. 一种室内大型土工模型试验的单管多杆分层沉降测量装置，其特征在于： 模型箱（9)通过支座（8)支撑于刚性基础（10)上，在模型箱（9)内的模型的中轴线附 近从上至下预埋多个沉降板（1 )，沉降板（1)底面连接沉降杆（2); 最下方的沉降板（1)连接的沉降杆（2)的下端穿过模型箱（9)与对应的测试板（7)固 定连接，其余的沉降板（1)连接的沉降杆（2)的下端穿过下方的沉降板（1)及模型箱（9)与 对应的测试板（7)固定连接；测试板（7)的底面通过下拉弹簧（5)与刚性基础（10)固定连 接； 百分表（4)通过百分表支架（6)固定于刚性基础（10)上，百分表（4)的探针则与对应 的测试板（7)的上表面垂直接触； 相邻的沉降板（1)之间的所有沉降杆（2)共同内套于一个柔性的波纹套管（3)中，最下 方的沉降板（1)与模型箱（9)底部之间的所有沉降杆（2)也共同内套于一个柔性的波纹套 管（3)。
2. 如权利要求1所述的一种室内大型土工模型试验的单管多杆分层沉降测量装置，其 特征在于：所述的沉降杆（2)和与其连接的测试板（7)底面的下拉弹簧（5)在同一铅垂轴线 上。
【文档编号】G01B5/02GK203869625SQ201420261570
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】石晓旺, 张良, 罗强, 蒋良潍, 薛猛, 张玉广, 刘孟适, 黄强, 张正, 朱江江 申请人:西南交通大学