一种用于制作强度均匀的混凝土桩基模型的试验装置技术领域
本实用新型涉及室内模型试验装置，具体涉及一种用于制作强度均匀
的混凝土桩基模型的试验装置。
背景技术
桩基室内模型试验以其诸多优点成为研究桩基承载性状的主要方法之
一，尤其在近几十年的研究中起到了特别重要的作用。室内模型试验属于小
比尺模型，要使模型试验能真实反映原型的承载特性，模型除必要与原型保
持几何相似外，还应使模型和原型各材料的力学参数满足相似的要求。此外，
室内模型试验在灌注过程中混凝土的密实度是影响桩基础力学性质的重要指
标。
目前，桩基室内模型试验的试验制作方法主要是将混凝土灌入PVC模
具中，依靠混凝土自重达到一定的密实度。由于模型桩基础的尺寸较小，
且铁丝笼和粗骨料的影响，导致模型桩在灌注过程中有大量的空隙，且后
期在混凝土自重下无法消除空隙，直接影响桩基模型的力学特性，导致试
验结果误差较大。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题或缺陷，本实用新型的目的在于，提供
一种用于制作强度均匀的混凝土桩基模型的试验装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种用于制作强度均匀的混凝土桩基模型的试验装置，包括桩基模型
管体和支架，所述支架上沿竖直方向活动安装有多个用于固定桩基模型管
体的固定机构，固定机构上设置有安装孔，所述桩基模型管体穿过安装孔；
安装孔的孔径大小能够调节以使不同管径的桩基模型管体穿过安装孔。
具体地，所述支架包括四根竖直设置的光滑杆，光滑杆上沿其长度方
向设置有多个伸缩机构，伸缩机构支撑在所述固定机构的下方。
具体地，所述固定机构包括两个固定板，固定板的一侧设置有一个半
圆孔，半圆孔内由内向外设置有多个半圆形强力磁铁，多个半圆形强力磁
铁的曲率依次减小；两个固定板对称设置形成一整体结构，整体结构中心
位置形成所述的安装孔。
具体地，所述伸缩机构包括对称设置在光滑杆上的伸缩件，伸缩件包
括第一铁丝、第二铁丝和第三铁丝；第一铁丝和第三铁丝均安装在光滑杆
上，第一铁丝和第三铁丝均能够相对于光滑杆转动；第一铁丝和第二铁丝
通过第一转轴连接，二者能够相对转动；第二铁丝和第三铁丝通过第二转
轴连接，二者能够相对转动。
具体地，所述两个固定板通过螺栓固定。
可选地，所述第一铁丝和第三铁丝与光滑杆均采用铰接。
进一步地，所述固定板上设置有手握杆。
与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：
1、设置固定机构，采用固定机构将PVC管在外围固定，简化混凝土
桩基模型的制作过程；固定机构能够在竖直方向移动，可根据PVC管的长
度保证PVC管的稳定性。
2、固定机构上设置有安装孔，安装孔的孔径大小能够调节使得本实
用新型的装置能够适用于不同直径的PVC管。
3、固定板上设置有手握杆，操作人员握住手握杆，将固定了PVC管
的本实用新型的装置沿水平方向晃动，使得PVC管内的混凝土达到一定的
密实度，消除了空隙，从而避免了桩基模型中的空隙对桩基承载特性的影
响，到达制作强度均匀的混凝土桩基模型的目的。
4、本实用新型结构简单，设计新颖合理，工作可靠性高，使用寿命
长，使用效果好，便于推广使用。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1中A-A的剖面图；
图中标号代表：1—伸缩件，2—光滑杆，3—固定板，4—半圆形强力
磁铁，5—凸块，6—手握杆，101—第一铁丝，102—第二铁丝，103—第
三铁丝。
下面结合附图和实施例对本实用新型的方案做进一步详细地解释和
说明。
具体实施方式
遵从上述技术方案，参见图1和2，本实用新型的用于制作强度均匀的
混凝土桩基模型的试验装置，包括桩基模型管体和支架，所述支架上沿竖
直方向活动安装有多个用于固定桩基模型管体的固定机构，固定机构上设
置有安装孔，所述桩基模型管体穿过安装孔；安装孔的孔径大小能够调节
以使不同直径的桩基模型管体穿过安装孔。
本实用新型的试验装置采用的桩基模型管体为PVC管，PVC管内填装
混凝土，采用固定机构将PVC管在外围固定，简化混凝土桩基模型的制作
过程；固定机构能够在竖直方向移动，可根据PVC管的长度保证PVC管的
稳定性；安装孔的孔径大小能够调节使得本实用新型的装置能够适用于不
同直径的PVC管。
具体地，所述支架包括四根竖直设置的光滑杆2，四根光滑杆2沿周
向布置，光滑杆2上沿其长度方向设置有多个伸缩机构，伸缩机构支撑在
所述固定机构的下方。
调整伸缩机构使其收缩，使固定机构相对于光滑杆2沿竖直方向移动；
当到达需要位置后，展开伸缩机构，使其在固定机构的下方起到支撑作用。
具体地，所述固定机构包括两个固定板3，固定板3的一侧设置有一
个半圆孔，半圆孔内由内向外设置有多个半圆形强力磁铁4，多个半圆形
强力磁铁4的曲率依次减小；两个固定板3对称设置形成一整体结构，其
中心位置形成所述的安装孔。
两个固定板3的两个半圆孔对齐形成一个圆孔，两个半圆孔内的相同
曲率的半圆形强力磁铁4形成一个圆形强力磁铁，圆孔内依次形成多个圆
形强力磁铁，相邻圆形强力磁铁之间通过磁力连接在一起；根据PVC管的
直径的不同，选择去除相应的半圆形强力磁铁，使得PVC管刚好能够穿过
安装孔。
具体地，所述伸缩机构包括对称设置在光滑杆上的伸缩件1，伸缩件
1包括第一铁丝101、第二铁丝102和第三铁丝103；第一铁丝101和第三
铁丝103均安装在光滑杆2上，第一铁丝101和第三铁丝103均能够相对
于光滑杆2转动；第一铁丝101和第二铁丝102通过第一转轴连接，二者
能够相对转动；第二铁丝102和第三铁丝103通过第二转轴连接，二者能
够相对转动。
当需要展开伸缩件1时，调节第一转轴和第二转轴，使得第一铁丝101
和第二铁丝102连成一条直线，二者均垂直于光滑杆2，第三铁丝103与
光滑杆2之间形成夹角，保证伸缩件1能够支撑固定机构的位置；当需要
收缩伸缩件1时，将第三铁丝103向光滑杆2方向挤压，第三铁丝103和
第二铁丝102均绕第二转轴转动，第二铁丝102和第一铁丝101均绕第一
转轴转动，最终使得第一铁丝101、第二铁丝102和第三铁丝103的长度
方向与光滑杆2的长度方向一致，保证固定机构能够沿光滑杆2长度方向
移动。
进一步地，所述两个固定板3通过螺栓固定。固定板3的侧面设置有
一个凸块5，凸块5上设置有螺栓孔；螺栓穿过对称设置的两个固定板3
的凸块5上的螺栓孔，将两个固定板3连接在一起。
可选地，所述第一铁丝101和第三铁丝103与光滑杆2均采用铰接。
进一步地，所述固定板3上设置有手握杆6。桩基模型灌注完成后，
将PVC管底密封住，操作人员握住手握杆6，将固定了PVC管的本实用新
型的装置沿水平方向晃动，使得PVC管内的混凝土达到一定的密实度，消
除了空隙，从而避免了桩基模型中的空隙对桩基承载特性的影响，到达制
作强度均匀的混凝土桩基模型的目的。