[實用新型]一種一維水平循環荷載加載裝置

有效

• 申請號: 201520560094.8
• 申請日: 2015-07-29
• 公開（公告）號: CN205012377U
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 孫宏磊;蔡袁強;楊逸敏
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

技術領域

本實用新型是關于樁基工程研究領域，特別涉及一種一維水平循環荷載加載裝置。

背景技術

近年來，隨著海洋的開發越加受到重視，建造在海洋中的工程日益增多，諸如風荷載、波浪荷載以及地震荷載等水平循環荷載對于建筑與其樁基礎的影響已逐漸受到重視。海洋中建筑所受的水平循環荷載與水平靜荷載有很大的不同，由于循環荷載是一個不斷重復加載的過程，多方面的因素都會對樁的承載能力造成很大的影響，因此承受水平循環荷載作用的樁的工作狀態非常復雜。

樁在循環荷載作用下，不同的條件下樁的工作性狀也有很大的不同，循環荷載的加載頻率有提高樁的水平承載力的趨勢，而循環荷載的反復循環會降低樁的水平承載力。所以加載頻率和循環次數是影響水平循環荷載下樁性狀的主要因素，前者的有利作用與后者的不利影響隨著加載頻率和循環次數的變化而變化，這就造成前者對承載力的有利影響可能為后者的不利作用所抵消，故樁的水平極限承載力可能低于靜極限水平承載力，也可能高于靜極限水平承載力，因此在估算受水平循環荷載樁水平極限承載力時，需要同時考慮加載頻率和荷載循環的次數影響。此外，循環荷載的幅值與均值同樣會對樁的水平承載力產生影響，而當表層土壤的性質比較差時，樁土之間的脫開現象也非常容易發生，樁基礎的動力響應還與歷史上樁基經歷的最大位移有關。還需注意的是，由于土壤的非線性特性，樁基礎的嵌固點也隨著上層土的變形而在不斷下移，從而使深層土參與工作，脫開區域的范圍也隨之擴大。

然而目前對于受水平循環荷載的樁的研究非常有限，在施工中為了確保安全，只能盡可能放大安全系數，從而產生了巨大的不必要的花費。因此，研究水平荷載樁對于社會效益與經濟利益都有極大的好處。

實用新型內容

本實用新型的主要目的在于克服現有技術中的不足，提供一種能填補目前關于水平循環荷載作用下，樁基研究領域空白的一維水平循環荷載加載裝置。為解決上述技術問題，本實用新型的解決方案是：

提供一種一維水平循環荷載加載裝置，能(利用液壓伺服作動器與反力架)對埋在填土中的模型樁進行荷載加載實驗，所述一維水平循環荷載加載裝置包括模型槽、加載系統、監測系統；

所述模型槽為頂部開口的長方體箱體結構模型槽，模型槽的底部開有排水口，且排水口內裝有濾網；模型槽的內部用于裝載填土和裝設模型樁；

所述加載系統包括液壓伺服作動器、反力架、液壓千斤頂、定位支架、定位支架導軌；

所述反力架安裝在模型槽的頂部，包括水平反力架、豎向反力架、水平導軌、豎向導軌；所述水平導軌設有兩個，分別安裝在模型槽垂直于荷載加載方向的對應兩個側面的頂部，且其中一個水平導軌的一端向模型槽外部延伸，用于將反力架移動至模型槽外從而方便進行填土及固結等步驟；所述豎向導軌設有兩個，兩個豎向導軌的一端通過滑塊分別安裝在兩側的水平導軌上，使豎向導軌能沿著水平導軌在水平方向移動；所述水平反力架為矩形框結構的反力架，水平反力架矩形框的短邊分別通過滑塊安裝在兩側的豎向導軌上，使水平反力架能沿著豎向導軌進行豎直移動；所述豎向反力架為門字型反力架，豎向反力架的兩條豎向支腿分別通過滑塊安裝在兩側的水平導軌上，使豎向反力架能沿著水平導軌水平移動；

所述液壓千斤頂安裝在豎向反力架上，用于將模型樁壓入模型槽的填土中，以及向模型樁的樁頂提供豎向荷載；

所述定位支架導軌設有兩個，分別安裝在兩豎向反力架的兩條支腿上；所述定位支架為中間帶有一對夾鉗的矩形框架，定位支架矩形框的短邊分別通過滑塊安裝在兩側的定位支架導軌上，使定位支架能沿著豎向反力架的支腿豎向移動，用于在液壓千斤頂壓入模型樁時，確定壓入位置以及確保樁身的垂直；

所述液壓伺服作動器通過螺栓固定在水平反力架上，液壓伺服作動器的端部用于通過夾鉗與模型樁相連，能通過反力架對模型樁施加水平荷載(水平荷載的方向與水平反力架垂直)；同時，液壓伺服作動器能監測和記錄其端部的推力與行進距離，并反饋給計算機控制系統；

所述監測系統包括應變片和數據采集系統；所述應變片用于粘貼在模型樁外側的受荷載軸線上，并將應變片的導線從模型樁內穿出至數據采集系統；所述數據采集系統能每隔一定的時間自動記錄下所連接的應變片的讀數，用于讀取和記錄每一次荷載施加完畢后的應變片讀數數據。這里數據采集系統可采用現有硬件實現，本領域技術人員可根據本實用新型所述功能，對現有技術手段加以利用以實現相關功能，由于這些內容并非本實用新型重點，故不再贅述。