變形可視的樁基模型試驗加載箱的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于土木工程技術領域，涉及一種變形可視的粧基模型試驗加載箱。
【背景技術】
[0002]由于粧基的原型試驗需花費大量的人力、物力和時間或其它因素的限制無法實現，加之變截面粧結構形式的特殊性，其承載特性、粧土相互作用和變形特性比一般的直粧更要復雜得多，其不僅受粧周土特性影響，更受粧的變截面位置，變截面比等粧的結構形式參數影響，要掌握變截面粧的力學行為更是難上加難，原型試驗很難全面和清晰地反映變截面粧的完整工作性狀和粧周土體的變形破壞情況。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種變形可視的粧基模型試驗加載箱，可以在試驗的過程中觀察土體的變形和破壞情況，強度高。
[0004]本實用新型所采用的技術方案是，變形可視的粧基模型試驗加載箱，包括由等邊角鋼焊接而成的模型箱，模型箱的底板為槽鋼十字交叉焊接，底板中間四個方向的槽鋼各向外伸用以連接基粧豎向加載裝置，模型箱內設置粘土;模型箱上設置有基粧橫向加載裝置、基粧豎向加載裝置。
[0005]進一步的，基粧豎向加載裝置包括杠桿，杠桿位于模型箱頂端，杠桿的一端鉸接于立柱上，立柱的底端與模型箱底板向外伸的槽鋼螺栓固定，杠桿上設置有可調高加載柱，可調高加載柱的下端豎直設置鋼墊板，鋼墊板下設置模型粧，杠桿的另一端設置有加載設備，模型粧設置在模型箱內緊靠模型箱內壁中部。
[0006]進一步的，模型粧側面粘貼應變片，在粘貼應變片的貼片部位處涂抹一薄層環氧樹脂膠，應變片通過導線與應變測試儀連接。
[0007]進一步的，基粧橫向加載裝置包括鋼絞線，鋼絞線一端固定在模型粧與粘土交界面上部的模型粧上，鋼絞線另一端水平引出并通過定滑輪轉為豎向而下，在鋼絞線的末端設置有砝碼，在模型粧頂部位置設置百分表。
[0008]進一步的，模型箱的四個側面設置厚度為15mm的透明鋼化玻璃，透明鋼化玻璃的外表面設置透明光滑玻璃膜。
[0009]本實用新型的有益效果是:本模型箱采用大剛度型鋼構成骨架，四面設置15mm厚鋼化玻璃，根據基粧自身結構的對稱性和基粧在豎向荷載作用下變形的對稱性，試驗時可以采用半粧進行橫擬，將半粧貼緊玻璃表面，適當涂抹士林，以減小粧和玻璃的摩阻力。試驗時，箱內基粧周圍填土，當粧體帶動周圍介質變形時，可以透過玻璃觀察土體變形的發展及破壞形態。該模型箱可以直觀的顯現基粧發生豎向變形時粧土的相互作用，進而分析粧周土體的破壞模式。同時本模型還配置了基粧橫向加載裝置，通過與豎向加載裝置的聯合使用，可以研究基粧在豎向和水平向雙向荷載作用下變形。本模型箱適用于所有截面形狀對稱及變形對稱的基粧豎向載荷試驗。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型加載箱具備基粧橫向加載裝置的結構示意圖。
[0011]圖2是本實用新型加載箱具備基粧豎向加載裝置的結構示意圖。
[0012]圖3是本實用新型中模型箱的結構示意圖。
[0013]圖4是本實用新型中模型粧的布置圖。
[0014]圖5是模型箱具備基粧豎向加載裝置的三維結構示意圖。
[0015]圖6是模型箱具備基粧橫向加載裝置的三維結構示意圖。
[0016]圖中，1.鋼化玻璃，2.粘土，3.砝碼，4.鋼絞線，5.定滑輪，6.百分表，7.模型箱，8.模型粧，9.杠桿，10.立柱，11.可調高加載柱，12.加載設備，13.鋼墊板。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行詳細說明。
[0018]本實用新型一種變形可視的粧基模型試驗加載箱，結構如圖1-6所示，包括由等邊角鋼焊接而成的模型箱7，模型箱7的底板為槽鋼十字交叉焊接，如圖3所示，底板中間四個方向的槽鋼各向外伸用以連接基粧豎向加載裝置。模型箱7的四個側面設置厚度為15mm的透明高強度鋼化玻璃I，鋼化玻璃的外表面設置透明光滑玻璃膜，以便在試驗的過程中觀察土體的變形和破壞情況。模型箱7內設置粘土 2。
[0019]模型箱I上設置有基粧橫向加載裝置、基粧豎向加載裝置。
[0020]其中，基粧豎向加載裝置采用杠桿原理，如圖2、5所示，基粧豎向加載裝置包括杠桿9，杠桿9位于模型箱7頂端，杠桿9的一端鉸接于立柱10上，立柱10的底端與模型箱7底板向外伸的槽鋼螺栓固定，杠桿9上設置有可調高加載柱11，可調高加載柱11的下端豎直設置鋼墊板13上，鋼墊板13放置于模型粧8上，杠桿9的另一端設置有加載設備12。可調高加載柱11作用在鋼墊板13上，達到施加豎向荷載的作用，并消除粧頂加載時的應力集中現象，加載設備12進行逐級加載。模型粧8設置在模型箱7內緊靠模型箱7內壁中部。如圖4所示。模型粧8側面粘貼應變片。在粘貼應變片的貼片部位處涂抹一薄層環氧樹脂膠作為粘貼應變片的隔潮底層。應變片通過導線與應變測試儀連接。
[0021 ]基粧橫向加載裝置，如圖1、6所示，包括鋼絞線4，鋼絞線4 一端固定在模型粧8與粘土2交界面上部的模型粧8上，鋼絞線4另一端水平引出并通過定滑輪5轉為豎向而下，在鋼絞線4的末端設置有砝碼3，在模型粧8頂部位置設置百分表6。
[0022]利用變形可視的粧基模型試驗加載箱可以對模型粧8進行豎向或水平向加載試驗，測試粧在豎向或水平向荷載作用下變形性狀，同時可以直觀看出粧周土體的變形破壞模式。
[0023]模型粧制作過程如下:
[0024]1、根據需要模擬的基粧類型，制作半粧模型。
[0025]2、模型粧側面粘貼應變片。
[0026]方法和步驟:
[0027](I)應變片的選擇及檢查，在確定所采用的應變片類型后，用放大鏡或肉眼檢查應變片上的絲柵是否平行以及是否有銹點或霉點，并采用數字式萬用表測量應變片的電阻值，選擇電阻值誤差在±0.5 Ω范圍內的應變片供粘貼備用；
[0028](2)粧身測點處的清潔處理:為使應變片在模型粧表面粘貼得牢固，必須在粘貼應變片前進行清潔處理。首先用砂紙或銼刀打磨測點表面，使測點表面盡量平整和光潔。然后用蘸了丙酮的棉花球擦拭粧身表面的油污，直至棉花球不黑即可，再在測點處用劃針劃出應變片的位置座標線。如果暫時不用在打磨好的粧身表面上粘貼應變片，可涂上凡士林以防止氧化。此外，在貼片部位處應涂抹一薄層環氧樹脂膠作為應變片的隔潮底層。
[0029](3)粘貼應變片:在擬貼片的粧身截面處，涂抹一薄層502膠水，捏住應變片的引出線并將應變片的軸線對準測點位置的座標線，然后蓋上聚乙烯塑料膜以作隔層，為了擠出多余的膠水和應變片下面的汽泡，在塑料膜上沿著應變片的長度方向用手指滾壓，直至應變片與粧身表面緊密粘合為止，再用手指緊緊按住應變片并保持約2分鐘左右不動。最后輕輕掀開塑料薄膜，并檢查應變片有無翹曲、脫膠或出現氣泡等現象，若存在上述現象的話，應重新粘貼應變片。在粘貼過程中，應注意粘結劑不能用得過少或過多，膠水使用過多會使膠層太厚從而影響應變片的測試性能，而膠水使用過少會使應變片粘結不牢以至不能準確地傳遞粧身應變。
[0030]④應變片粘貼后的干燥處理:粘貼好的應變計應具有足夠的粘結力以保證其能與粧體共同變形。此外，粧身表面和應變片之間應有一定的絕緣度，以保證應變測試讀數的穩定。因此，在應變片粘貼好之后就要及時進行干燥處理，可以采取人工干燥或自然干燥。如果試驗室內的溫度超過20°C且相對濕度在50 %左右時，可以采用自然干燥。當采用電吹風進行人工加熱干燥時，應適當控制距離并保證應變片的溫度不能超過其限定的最高工作溫度，以防止應變計損壞。
[0031]⑤應變片和應變測試儀之間的導線連接:根據模型試驗的要求和工作環境選用導線，在測試靜應變時，通常選用的是雙蕊多股平行線。在焊接導線之前，先通過萬用電表測試導線是否斷路，再將相同的號碼標簽貼在導線的兩端，以便在測試過程中辨認并避免出現差錯。然后把應變片引線與導線焊接在一起，在焊接時應注意防止假焊。在焊接完成后，在導線另一端用萬用電表檢查是否接通。此外，可使用接線端子以防止拉動導線時應變片的引出線被拉