室内模型试验

摘要： 随着内河山区水库库区港口建设朝着大型化方向不断发展,为获取更大的陆域空间,需要进行加筋高填方施工,前沿作业平台的码头桩基与加筋填方区土体的相互作用成为影响码头结构安全的重要因素。以三峡库区某架空直立式码头为例,通过室内模型试验,探讨加筋高填方区桩后土拱效应的规律,证明加筋效应对改善和提升桩基受力是有益的。运用有限元分析方法,将筋带布置方式、填方区坡度和土体物理力学参数等因素对土拱效应和桩基应力的影响进行对比分析,并对优化加筋高填方区桩基设计提出建议。

摘要： 采用土壤减水粉剂和土壤稳定液剂及少量水泥对土体进行改良,将处理后的土壤(稳定固化土)用于修筑重力式挡土墙,利用室内模型试验研究不同工况下稳定固化土重力式挡土墙对边坡的支护效果及宽度对固化土挡土墙支护效果的影响,为稳定固化土重力式挡土墙的工程应用提供理论参考。研究表明:稳定固化土重力式挡土墙对边坡的支护效果较好,可提高被支护坡体承载力,较好地约束坡体变形,经分层击实修筑后,其整体性较好。当挡土墙宽度增加时,被支护坡体承载力增幅明显,坡顶承受相同竖向均布荷载时的竖向沉降和水平位移均有不同程度减小,坡体的稳定性得到提高。

摘要： 岩土锚固机理的研究在很大程度上依赖于对材料细观力学特性的分析。通过室内模型试验和数字图像变形测量技术,分析了不同砂土密实度、锚杆埋深、锚片间距及锚片数量下的压力分散型锚杆上拔过程中上拔力-位移关系曲线特征,并从细观角度分析了压力分散型锚杆在不同工况下的锚周土体变形和破坏机制。以颗粒流理论为基础,建立了压力分散锚杆锚固性能的颗粒流数值模拟模型。通过数值模型试验,分析了压力分散锚杆在荷载作用下砂粒的细观力学特性,如应力、位移和孔隙率。通过与室内模型试验结果相对比,验证了数值模拟的正确性,并通过对锚杆埋置深度、砂土密实度等因素的分析,探讨了影响压力分散锚杆锚固性能的一些因素。

摘要： 沪苏通长江公铁大桥主航道桥为主跨1092 m的公铁两用钢桁梁斜拉桥,最长斜拉索长576.5 m。由于该桥安装的外置式杠杆质量阻尼器位于斜拉索高阶振型节点附近,无法对长斜拉索高阶振动进行有效控制。为有效抑制该桥长斜拉索的高阶振动,在通过实测数据分析斜拉索高阶振动特性的基础上,提出一种安装减振锤的斜拉索高阶抑振措施,减振锤由索夹、锤头、钢绞线和防坠钢丝绳等组成,锤头提供质量,钢绞线提供刚度和阻尼。通过室内模型试验、实桥测试以及实桥监测对减振锤减振性能进行研究。结果表明:减振锤对斜拉索高阶振动有较好的控制效果,可对最长斜拉索(M36号)高阶振动主频附近的5个阶次模态振动进行有效控制;安装减振锤后,桥梁正常运营期间斜拉索的振动加速度控制在0.005g以下,台风“烟花”期间实测斜拉索最大振动加速度为0.012g。在外置式杠杆质量阻尼器与减振锤的协同工作下,该桥斜拉索的低、中、高阶振动均得到较好的抑制。

摘要： 文章开展了对富水砂卵石的室内模型试验,并对其重要成分的漂石和砂层透镜体进行了对比实验分析,从试验中得知,不同地层空洞大小所引起的地表沉降形态基本相同,地层空洞正上方的地表沉降量最大,在隧道两侧地表沉降逐渐减小,呈现深“V”状。随着地层损失量的增大,漂石造成的地表沉降比砂层透镜体的更大,时间更快;砂层透镜体造成的变化更慢,但沉降量大于不含砂层透镜体的砂卵石地层,因此在含有漂石和砂层透镜体的地层中进行盾构施工时应注意及时破碎、注浆充足。

摘要： 文章开展了对富水砂卵石的室内模型试验,并对其重要成分的漂石和砂层透镜体进行了对比实验分析,从试验中得知,不同地层空洞大小所引起的地表沉降形态基本相同,地层空洞正上方的地表沉降量最大,在隧道两侧地表沉降逐渐减小,呈现深"V"状.随着地层损失量的增大,漂石造成的地表沉降比砂层透镜体的更大,时间更快;砂层透镜体造成的变化更慢,但沉降量大于不含砂层透镜体的砂卵石地层,因此在含有漂石和砂层透镜体的地层中进行盾构施工时应注意及时破碎、注浆充足.

摘要： 对砂土地层墩基础分别开展了竖向荷载和水平荷载作用下的室内模型试验,分析了墩基础的位移、变形特征,探究了砂土地层墩基础在不同荷载作用下的承载性能。结果表明:墩长和墩径的增加均有助于提高单墩竖向和水平承载力,其中,墩径的增大较墩长的增长对单墩竖向承载力的影响更为显著;在水平荷载作用下,墩身弯矩呈两端小、中部大的分布特征,最大墩身弯矩出现在模型墩上部;在竖向荷载加载初期,墩底土压力的分布形状为边缘大、中间小,但当竖向荷载增大至一定程度时,墩底土压力的分布形状趋向于马鞍形。

摘要： 依托沈阳市地铁10号线东北大马路站大直径密排管幕法施工,采用模拟分析结合室内模型试验的方法,分析大直径密排管幕的受力特征.考虑钢筋混凝土等级、钢管间距、翼板厚度以及连接形式对构件承载力的影响,采用数值分析与变形监控量测相结合,研究工法在地铁站施工中的可行性.研究表明:管幕构件在力学性能上要略优于等效厚度的等截面混凝土构件,实际工程设计可采用等截面混凝土梁模型进行简化计算;混凝土等级对大直径密排管幕的承载力具有明显影响,翼板厚度增加引起承载力增加幅度较小,钢管间距对试件的极限承载力影响大于屈服承载力,下翼钢板的存在对试件的屈服承载力和极限承载力影响很大,而钢筋、上翼板、钢筋通长对试件的屈服承载力和极限承载力影响不明显;大直径密排管幕的顶进对地层的变形影响非常小,地表沉降大部分是由于地层开挖造成的.

摘要： 本试验通过制作不同侧肢间距和侧肢数量的模型桩试件,进行室内模型试验,研究异型管桩(Special-shaped Pipe Pile,简称SPP桩)在竖向荷载作用下不同侧肢间距和侧肢数量的单桩承载力的变化从而得出一定的侧肢间距和数量可以提高桩的竖向承载能力的规律。

摘要： 采用室内模型试验和二维离散元程序研究了静压开口管桩在层状地基中的连续贯入过程,揭示开口管桩在贯入过程中桩外侧摩阻力和桩端阻力的发展变化规律。此外,结合经验参数法对土塞所引起的桩内侧阻力进行理论分析计算,并将内侧阻力与外侧阻力进行对比分析,进一步揭示内外侧摩阻力在沉桩阻力中的占比。结果表明,土质条件是影响阻力形式的主要因素:硬土中桩端阻力贡献更大;软土中桩侧阻力贡献更大。桩端贯入至距离下层土体3D~5D的距离内,阻力即发生突变。内侧阻力具有同土塞增长规律相同的发展趋势,且最终可达到外侧阻力的30%~50%。

摘要： 考虑真空负压沿排水板的衰减分布对排水板周围土体固结特性的影响,开展室内模型试验模拟某一深度处预压地基排水体中真空负压对其周围土体径向固结的过程.通过分析排水板周边土体基本物理力学性质、渗透性、压缩性及土颗分的时空分布特点,研究不同真空负压强度对排水板周围土体径向固结的影响.试验结果表明随着真空度沿着排水体的衰减,排水板对周围土体的影响范围逐渐缩小,在软基深部有大面积的交叉影响区,对软基浅部优于深部;细微颗粒在真空负压差作用下发生向着排水板方向运移并,使得在排水板周围细颗粒含量增大,远端细微颗粒减少;基于真空渗流场理论,结合颗分试验结果,分析了真空预压过程中细颗粒运移成因,进一步解释了"土桩"形成机理.

摘要： 本文探讨一种新型注浆成型螺纹的抗拔承载机理.通过室内模型试验模拟等界面圆桩及不同螺纹间距的成型螺纹桩的荷载-位移曲线及轴力与侧阻力的分布规律,并借助于三维有限元数值分析探讨桩周土的塑性行为.试验结果表明,螺纹与桩周土相互咬合作用增大了桩侧摩阻力,其侧摩阻力的增幅自上而下近乎为常数,使得螺纹桩极限抗拔承载力得以大幅度地提高;极限抗拔承载能力与桩体的距径比S/D密切相关;存在某一最优螺纹距径比,使得极限抗拔承载力最高.三维有限元分析表明,随S/D值增大,桩侧土体塑性开展区先不断增大后逐渐减小,S/D=1塑性区范围最大,此时相邻螺纹间形成了贯通的破坏面.

摘要： 高地应力软岩隧道现场测试受到现场环境、开挖方法、支护条件等众多因素影响,测试结果往往很不理想,无法析出理想的因果对应关系,对研究极为不利.目前,对于解决复杂的岩土和地下工程问题,室内模型试验仍是极为有效的研究手段.为此,研制出一套适用于测试和研究挤压性高地应力软岩隧道结构和围岩随开挖支护进行产生应力变化和变形发展的模型试验台架装置.结果表明:(1)试验台架尺寸较大,可模拟单、双线铁路隧道和公路大断面隧道,具有可灵活选择所模拟隧道开挖面积的特点.(2)加载系统由"反力框架十千斤顶十对拉杆十高强螺栓"组成,加载步骤简单、布置方式灵活、载荷状态稳定.(3)测试系统采用"沉降板十百分表"测量围岩变形和"尼龙块十应变片"测量应力,经济实用、测量方便、数据准确.

摘要： 全流动探头静力触探一种更适合于测量软粘土强度的新型原位测试方法.本文提出了一种新的全流动探头形式——条形探头.本文针对条形探头开展了室内模型试验,对比了探头贯入阻力的试验值与理论值的差异,同时分析了探头贯入过程中的土体流动规律.结果表明,试验值均位于上下限解之间,验证了极限分析理论解的合理性;土体流动趋势接近于全流动模式.

摘要： 针对道路边坡存在的病害等问题,在室内模型试验中使用EKG电极对边坡进行电渗加固,试验中将阳极水平插入边坡,而阴极及其排水体则向上倾斜一定的角度插入边坡.结果表明,EKG电极在边坡中的布设方式对电渗排水有十分重要的影响,阴极倾斜一定角度后更容易排出汇聚在其附近的水,从而有效降低边坡土体的含水率,电渗加固过程中边坡表面出现裂缝,由于EKG对边坡的加筋作用及土体重力的作用抵制了裂缝沿深度方向的开展,因而对边坡的稳定性不会造成过大的影响.

摘要： 室内模型试验费时少,可重复性强,是进行室内土力学问题研究不可或缺的重要手段,受条件限制无法进行现场试验时其优越性更加突出.从重力场、离心力场、电磁力场的场相似理论出发,对各场之间的区别及相似性进行分析,受土工离心机中离心力场模拟重力场的启发,根据磁力场与重力场的相似性,采用量纲分析方法,说明电磁力场中可以得到时间t和几何尺度L缩小n倍,重力加速度g扩大n倍,材料的其他基本物理力学参数相似比均为1的相似判据,通过室内试验证明了电磁力场模拟重力场的可行性.提出了在土体中掺加磁性材料,使其在磁场中受到磁力作用来模拟ng重力场,以提高模型试验材料应力水平的电磁力模型试验方法,并对模型材料的制备方法进行了简要说明.

摘要： 在室内模型试验的中,根据同步协调变形原理,借助一种可粘贴应变感应计的薄膜片,设计制作了一套监测地基三维变形的装置,在模拟实际成桩过程的湿喷桩模型试验中较好的记录了成桩时地基的变形与位移的过程.

摘要： 本文对平直型结构面锚固后的剪切破坏行为进行了室内模型试验,通过模型试验对不同锚固作用下的结构面剪切强度进行了研究,可知采用预应力锚索对结构面进行加固处理后,结构面抗剪强度和相应抗剪强度参数都有所提高.通过模型试验与理论分析,将加锚结构面中锚体随剪切位移增长所表现出来的阻滑抗剪作用大致分为预应力作用、销钉作用以及轴力增量阻滑三个方面.在推导的理论公式基础上,进行了室内平直结构面不同锚固条件下的模型试验与理论分析的对比研究,通过对比研究可知,两者有较好的一致性.另外在加锚的节理岩体试验中,加锚结构面的剪切刚度也较未加锚前有了显著的提高.在下一步的工作中,要在目前已有工作基础上,开展实际工程中大量存在的起伏结构面在加锚的工程力学特性方面的研究.

摘要： 岩土工程中,岩体力学特性研究是确定其强度参数的重要内容,但岩体中大量存在的各种不连续面,如断层、节理、裂隙等,是影响岩体工程力学特性的最重要的因素,因此,对岩体中广泛存在的结构面工程特性的研究具有重要的工程意义.本文在动力显式方法的基础上,对规则锯齿状的结构面进行了剪切破坏特征分析,并进行了室内模型试验,对数值分析与模型试验的结果进行了细致的对比,验证了动力显式分析方法对岩体结构面剪切破坏特性试验模拟的可靠性.通过研究可知,在一定的正应力水平下,规则锯齿状结构面剪切破坏是随着剪切位移的增长不断地扩展,主要表现为结构面上的等效塑性应变分布范围不断扩大,最后达到纯摩擦的残余强度状态;等效塑性应变的扩展规律一般是在剪切方向上从试样两侧逐渐向中间扩展;对于下侧结构面而言,在达到剪切应力峰值之前,剪切应力主要分布在试样中远离剪切速度的是施加侧,在剪切峰值之后,随着结构面的磨平再造,应力分布趋于均匀;随着正应力的不断增大,由结构面爬坡角引起的爬坡剪胀效应逐渐减小,峰值剪应力所对应的破坏模式逐渐变为不爬坡的直接剪断锯齿破坏,这时结构面抗剪强度应为岩体中岩块抗剪强度.

摘要： 动力触探试验是西部地区河床覆盖层原位测试最常用的方法之一,其探测深度最大可达到上百米,在应用动力触探试验成果时,锤击数需要进行杆长修正,而目前岩土工程勘察规范中关于动力触探杆长修正问题,只给出了20m范围内的杆长修正系数,深度超过20m后的动力触探试验成果应该如何进行杆长修正,规范并无规定,规范已经不能满足生产需要,这也是限制该方法应用的关键问题.针对重型动力触探杆长修正问题,在室内进行不同杆长的重型动力触探模型试验,地基土材料为砂砾石和中粗砂两种,最大杆长达到83m.通过模型试验,获得了重型动力触探杆长修正系数,重型动力触探杆长修正系数符合牛顿弹性碰撞理论,且与地基土材料特性和上覆压力无关.最后给出了推荐的重型动力触探杆长修正系数.

摘要： 本发明涉及一种桩基室内模型试验装置及试验方法，该试验装置包括底座、立架、模型箱、模型桩、垂直辅助装置、旋转辅助装置、反力板，试验时在模型箱内放置所需测试的土样制备的泥浆，分级加压在排出泥浆中一半的水后，使用旋转辅助系统对模型箱进行180°旋转，继续加压至泥浆中剩余的水全部排出，再采用垂直辅助装置及千斤顶对模型桩进行沉桩至所需深度，并开展室内模型试验。本发明通过翻转尚未固结完成的土体，将重塑土在重力反转下进行双向排水固结，实现土样各深度范围内含水率、密度、固结的均匀性，避免了土样的不均匀带来的基础参数的偏差，同时严格控制桩体入土的垂直度，试验准确度更好。

摘要： 本发明公开了一种钻孔剪切试验的室内模型试验装置及方法，该装置包括测试试样制作机构、位移测量机构和钻孔剪切测量机构，以及控制模块，所述测试试样制作机构包括试样筒机构、夯实机构和成孔机构，所述试样筒机构包括试样筒、垫板和试验平台板，所述成孔机构包括成孔平台和安装在所述成孔平台上的薄壁成孔器，所述钻孔剪切测量机构包括剪切探头、拉杆和升降操作机构，所述位移测量机构包括支架、位移计和传动机构；该方法包括以下步骤：一、测试试样的制备；二、测试试样的成孔；三、钻孔剪切试验。本发明设计合理，获取位移应力关系曲线图和测试试样的抗剪强度参数，便于分析土体剪切过程的剪切应力应变特性。

摘要： 本发明公开了一种水流冲刷生态河堤室内模型试验平台装置及其试验方法，包括两端开口的水槽；位于水槽底部的两端均安装可升降的支撑底座装置；支撑底座与滑板固定连接；水槽前端开口处安装有挡板，水槽末端上部设置高压水箱，与高压水箱连通的水龙头连接水管向下延伸至水槽底部；水槽内间隔安装两个盒子；盒子与水槽侧板平行设置，位于盒子的背面安装可移动侧向支撑架，侧向支撑架下方连接第一定向滑轮，第一定向滑轮与定向滑轨滑动相连。本发明可以实现模拟不同河堤坡度、不同的河床长度及不同的河床坡度等工况，从而实现一个平台实现多功能参数的模拟，可用于分析河道河堤的坡度系数、河道长度及河道坡度等对生态护坡的河堤冲刷效果的影响。

摘要： 本发明涉及一种桩基室内模型试验装置及试验方法，该试验装置包括底座、立架、模型箱、模型桩、垂直辅助装置、旋转辅助装置、反力板，试验时在模型箱内放置所需测试的土样制备的泥浆，分级加压在排出泥浆中一半的水后，使用旋转辅助系统对模型箱进行180°旋转，继续加压至泥浆中剩余的水全部排出，再采用垂直辅助装置及千斤顶对模型桩进行沉桩至所需深度，并开展室内模型试验。本发明通过翻转尚未固结完成的土体，将重塑土在重力反转下进行双向排水固结，实现土样各深度范围内含水率、密度、固结的均匀性，避免了土样的不均匀带来的基础参数的偏差，同时严格控制桩体入土的垂直度，试验准确度更好。

摘要： 本发明公开了一种可排土的竖向顶管室内模型试验装置及试验方法，包括：加载单元，包括液压千斤顶和螺旋千斤顶；模型主体单元，模型主体单元包括模型箱、盾构隧道模型和竖向顶管模型，盾构隧道模型放置于模型箱底部，模型箱底部和盾构隧道模型中心处留有第一通孔，竖向顶管模型的顶部穿过第一通孔，竖向顶管模型包括顶管机身、掘进刀盘和螺旋取土器，顶管机身下部留有注浆孔，液压千斤顶顶住顶管机身的下端面，螺旋千斤顶的螺纹杆从顶管机身底部穿过后与螺旋取土器及掘进刀盘固定连接；排土单元用于将竖向顶管模型内部的砂土排出；注浆单元用于注浆；数据量测单元用于采集数据，得出在竖向顶管顶升全过程量测项目的数据变化。

摘要： 本发明涉及带转铰的室内模型试验位移计固定装置，包括外侧磁吸片、内侧磁吸片和提勾；外侧磁吸片主要由磁铁模块、封装基板和加长装置组成，内侧磁吸片主要由磁铁模块、封装基板、加长装置、挂钩和挂钩座组成；内外侧磁吸片的封装基板的形状尺寸相同，内外侧磁吸片的封装基板内部均设有磁铁模块，可以使内外侧磁吸片相互吸引形成整体用以固定位移计，内外侧磁吸片的封装基板的两端均设有加长装置；加长装置主要由接长柱、转铰、接长柱卡槽、提勾槽和接长柱插孔组成。本发明的有益效果是：由于磁吸片是可拆卸结构，在组装的过程中有一块受损不能再用时，可以用备用的磁吸片进行更换。

摘要： 本发明涉及室内模型试验位移计固定装置，包括外侧磁吸片和内侧磁吸片；外侧磁吸片主要由磁铁模块、封装基板和加长装置组成，内侧磁吸片主要由磁铁模块、封装基板、加长装置、挂钩和挂钩座组成；内外侧磁吸片的封装基板的形状尺寸相同，内外侧磁吸片的封装基板内部均设有磁铁模块，可以使内外侧磁吸片相互吸引形成整体用以固定位移计，内外侧磁吸片的封装基板的两端均设有加长装置；内侧磁吸片的封装基板上部固定有挂钩座。本发明的有益效果是：相比较通过在管片模型上打孔、焊接其他装置来固定位移计的传统方式，由一组磁吸片吸附在管片壁上，安装简单，省时省力，可根据管径大小来调整连接位移计的悬线的长短，对任何管径都适用。

摘要： 本发明公开了一种钻孔剪切试验的室内模型试验装置及方法，该装置包括测试试样制作机构、位移测量机构和钻孔剪切测量机构，以及控制模块，所述测试试样制作机构包括试样筒机构、夯实机构和成孔机构，所述试样筒机构包括试样筒、垫板和试验平台板，所述成孔机构包括成孔平台和安装在所述成孔平台上的薄壁成孔器，所述钻孔剪切测量机构包括剪切探头、拉杆和升降操作机构，所述位移测量机构包括支架、位移计和传动机构；该方法包括以下步骤：一、测试试样的制备；二、测试试样的成孔；三、钻孔剪切试验。本发明设计合理，获取位移应力关系曲线图和测试试样的抗剪强度参数，便于分析土体剪切过程的剪切应力应变特性。

摘要： 本发明提供了一种室内模型试验柔性试验平台，包括试验平台及控制主机，试验平台包括若干个规则排列的平台基础单元；平台基础单元包括平台单元片、单元片角度调节装置、单元片升降装置及控制单元，各个平台基础单元的平台单元片紧凑配合构成试验平台层；单元片角度调节装置为球状结构，其顶面与平台单元片固定连接；单元片升降装置与单元片角度调节装置连接；控制单元与所述单元片角度调节装置、单元片升降装置及控制主机连接，用于接收控制主机的坐标指令，以使平台单元片呈现出不同的整体形状。本发明不仅实现了土岩界面地形的快速建模，还可以更加简便、准确地模拟地下开挖等工程措施及活动断层运动等对地表建筑物的影响。

摘要： 本实用新型涉及建筑领域中的室内模型试验设备，特别涉及一种用于室内模型试验的模型桩固定装置，包含基座定位板、固定板、T型水平仪、支撑螺杆和螺帽；基座定位板设置有延伸板；基座定位板和固定板上设置有多个用于固定模型桩的定位孔和安装支撑螺杆的螺杆孔；T型水平仪粘贴于基座定位板与固定板中央；支撑螺杆通过螺杆孔把基座定位板和固定板垂直固定；螺帽安装并固定在支撑螺杆上，螺帽外直径大于定位孔的孔径。本实用新型结构简单，设计新颖、合理，操作方便，螺帽作为基座定位板和固定板的承台，转动螺帽可以改变螺帽在支撑螺杆上的位置以此来升降基座定位板和固定板，易于安装拆卸，便于重复使用，大大提高模型试验效率及准确率，使用效果好。