[實用新型]樁基室內模型試驗水平靜力荷載及循環荷載施加裝置

有效

• 申請號: 201320537337.7
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN203432852U
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 狄圣杰;汪明元;單治鋼;杜文博;徐學勇;張琳;賈海波
• 申請（專利權）人: 中國水電顧問集團華東勘測設計研究院
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/34
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 韓小燕

技術領域

本實用新型涉及一種樁基室內模型試驗水平靜力荷載及循環荷載施加裝置，具體指一種屬于力學特性試驗范疇的、方便施加可控水平靜荷載、循環荷載的測試裝置，主要應用于室內樁基模型試驗的水平靜力及循環動力加載。涉及土木工程中水平抗側樁基工程技術，尤其涉及海洋水平抗側樁基工程技術。

背景技術

開展樁基室內模型試驗是研究樁基力學特性的基礎之一，其中水平靜力加載試驗開展較多，所用加載設備亦較為簡單。在實際工程中，樁基承受水平循環荷載的情況較為普遍，如海洋工程中，海上平臺樁基、海上風電樁基、海上輸電塔樁基、港口碼頭樁基等承受海上風、浪、潮、地震等水平荷載，在此作用下樁基可能發生較大的水平變形，對于此類水平變形要求嚴格的基礎工程，水平荷載，尤其是循環荷載往往成為控制因素，其循環累積變形分析亦是工程設計中的主要關注內容之一。

近年來，針對樁土相互作用的動力學研究引起了許多研究者的關注，大量試驗表明，循環荷載對樁土相互作用亦有較大的影響，與水平靜載作用下樁土力學性能有顯著差異，循環荷載將弱化黏土結構，改變孔隙水壓力并降低土的剛度和強度，該方面國內研究內容較少，且相關室內模型試驗成果缺乏，故開展海洋樁基水平循環加載模型試驗尤為重要。

現有的水平循環加載裝置構造復雜、價格昂貴，不便于廣泛開展樁基室內循環加載模型試驗，另外，現有試驗裝置一般不兼具同時施加靜力荷載與循環荷載的功能，較為單一。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是：針對上述存在的問題提供一種結構簡單、經濟可行、荷載可控，并且兼具施加靜力荷載及循環荷載功能的樁基室內模型試驗水平靜力荷載及循環荷載施加裝置。

本實用新型所采用的技術方案是：樁基室內模型試驗水平靜力荷載及循環荷載施加裝置，其特征在于：它包括擺臂、固定連接于該擺臂下表面正中心的滾軸、位于該滾軸正下方的滾動齒輪，以及纏繞于滾軸和滾動齒輪上以實現傳動連接的傳力帶；所述滾動齒輪下方通過豎向約束機構水平設有一根平動傳力桿，該平動傳力桿上表面設有與滾動齒輪匹配的平動齒輪，所述滾動齒輪與平動齒輪相嚙合，所述平動傳力桿一端依次連接有應力傳感器和用于與試驗樁樁身或樁頭連接的樁體約束件。

所述豎向約束機構包括位于同一水平面上的前約束滾軸和后約束滾軸，所述平動傳力桿兩端以緊配形式分別貫穿前約束滾軸和后約束滾軸。

所述滾動齒輪包括齒輪本體，該齒輪本體一個端面上一體加工有與之同軸布置的傳動輪，所述傳力帶纏繞于滾軸和傳動輪上實現傳動連接。

所述擺臂上表面平直且水平。

本實用新型的有益效果是：1、本實用新型擺臂通過滾軸、傳力帶、滾動齒輪和平動齒輪與平動傳力桿連接以實現荷載的傳遞，應用中，調整擺臂上加載點位置、荷載大小，可對應施加不同大小的靜力荷載，控制擺臂上的豎向荷載按一定速率左右水平移動，可實現循環荷載的施加，即一個裝置即可同時兼具施加靜力荷載及循環荷載雙重功能，使用更加方便。2、通過調整樁體約束件大小，可以實現不同樁徑的樁基模型試驗。3、實際應用中，可根據情況將試驗樁樁底插入不同的土體內，以測試不同土類下的樁土相互作用，亦可通過不同的荷載施加高度測試高樁或低樁的力學特性，靈活性更強。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖2是本實用新型中滾動齒輪的結構圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實施例包括擺臂1、固定連接于該擺臂下表面正中心的滾軸2、位于該滾軸正下方的滾動齒輪4，以及纏繞于滾軸2和滾動齒輪4上以實現傳動連接的傳力帶3；其中擺臂1上表面平直光滑且水平，下端面略突出，整體呈倒置的等腰三角形；滾軸2和滾動齒輪4均通過軸承安裝于裝置的外殼上，以便兩者實現自由轉動，此外，滾軸2和滾動齒輪4的軸線相互平行且指向相同；如圖2所示，所述滾動齒輪4包括齒輪本體4-1，該齒輪本體一個端面上一體加工有與之同軸布置的傳動輪4-2，所述傳力帶3纏繞于滾軸2和傳動輪4-2上，且與兩者均無相對滑動，以實現滾軸2和滾動齒輪4的傳動連接。

所述滾動齒輪4下方通過豎向約束機構水平設有一根平動傳力桿5，該平動傳力桿上表面設有一定長度、且與齒輪本體4-1匹配的平動齒輪6，所述齒輪本體4-1與平動齒輪6相嚙合，所述平動傳力桿5一端依次連接有應力傳感器9和樁體約束件10，所述樁體約束件10作為傳力構件與試驗樁11的樁頭或樁身連接，試驗樁11根據試驗要求埋設于不同的試驗土樣12中。