[實用新型]可任意角度拉拔的桶形基礎模型試驗裝置

有效

• 申請號: 201521082413.5
• 申請日: 2015-12-21
• 公開（公告）號: CN205205884U
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 楊寧;王國安;陳年和;陳飛敏;毛燕紅;劉家興;孫秋榮;安沁麗
• 申請（專利權）人: 江蘇建筑職業技術學院
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

技術領域

本實用新型涉及一種試驗裝置，尤其涉及一種可任意角度拉拔的桶形基礎模型試驗裝置， 屬于海洋巖土工程領域。

背景技術

桶形基礎90年代首次應用于挪威北海平臺，而后得到了廣泛的應用和研究。為了探究桶 形基礎與土的相互作用機理及其極限承載力，需要對桶形基礎進行模型加載試驗并采集相關 數據。桶形基礎在實際情況下，受力比較復雜，合力方向一般與水平面成一定角度，這就要 求在模型試驗中可以對基礎施加任意角度的拉拔荷載。現有的試驗裝置只能施加水平荷載和 豎向荷載，對于傾斜拉拔荷載的施加一般是利用力的平行四邊形法則，通過水平與豎直方向 力的合成來進行，這樣對于不同角度的拉拔加載既難以控制也不方便進行，況且現有試驗裝 置無實時數據采集設備，因此研究能夠直接對桶形基礎模型進行任意角度拉拔和實時數據采 集的試驗裝置具有重要意義。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對現有試驗裝置只能水平或豎直方向施加荷載的缺陷，提供一種 結構形式簡單，傳力明確，精確度高的可任意角度拉拔的桶形基礎模型試驗裝置。通過該裝 置可以對桶形基礎模型進行任意角度的直接快速準確的拉拔，同時可以實現對桶形基礎模型 位移和力的實時采集。

本實用新型采用的技術方案如下：

一種可任意角度拉拔的桶形基礎模型試驗裝置，包括一個滑道、刻度盤和加載鋼絲繩， 所述的滑道安裝在支架I上；在滑道的頂面設有導軌，在所述的導軌上設有刻度盤，所述的 刻度盤通過導軌沿著滑道來回滑動；所述的加載鋼絲繩的一端為自由端，另一端依次穿過刻 度盤的圓心、刻度盤刻度線的末端與一個加載砝碼相連。

刻度盤的圓心處裝有用于定位加載鋼絲繩初始位置的定位卡I，在刻度盤每條刻度線的末 端均安裝有用于定位加載鋼絲繩終端方向的定位卡II。

所述的刻度盤其背面通過加固桿件與加固板焊接。

所述試驗裝置還包括支架II、滑輪，所述支架II的頂端桿件成折形，桿件的端部安裝一 個滑輪，加載鋼絲繩繞過滑輪連接一個加載砝碼。

所述的頂端桿件與水平方向成一定角度，且頂端桿件繞其下的支撐桿360度旋轉。

所述的試驗裝置還包括量測設備，所述的量測設備包括力傳感器和激光位移傳感器；所 述的力傳感器連接在加載鋼絲繩上，用于實時監測拉拔荷載的大小；所述的激光位移傳感器 與加載砝碼豎直對正，用于量測桶型基礎模型的位移。

所述的量測設備均通過導線與數據采集儀相連。

所述的滑道為可左右拉伸調節的伸縮滑道，所述的支架I、支架II為上下高度可調的伸 縮支架；

所述的支架I、II的底部均設有支架底座，底座下設有滾輪，底座的制動通過制動卡來實 現。

上述裝置的試驗方法如下：

步驟1.將桶形基礎模型貫入或埋入到裝有試驗土模型箱的設計深度，通過移動支架I將 試驗裝置置于模型箱上的某一位置，調節伸縮滑道的長度和與其相連的支架I的高度，同時 調整刻度盤的位置，使試驗裝置適應模型箱的大小，使刻度盤與桶形基礎模型的加載點在同 一平面；

步驟2確定拉拔角度，將加載鋼絲繩的自由端固定在桶形基礎模型的加載點上，另一端 穿過刻度盤圓心處的定位卡I的定位圈，用于定位加載鋼絲繩的初始位置，接著使加載鋼絲 繩沿確定的角度刻度線穿過固定在刻度盤末端定位孔上的另一定位卡II的定位圈，用于定位 加載鋼絲繩的終了位置，繼續調整試驗裝置的高度及刻度盤的位置，使加載鋼絲繩作用的桶 形基礎模型的加載點，圓心處的角度起始點，角度刻度線末端的角度終點剛好在一條直線上；

步驟3調整支架II及其頂端滑輪到合理位置之后，加載鋼絲繩繞過支架II頂端的滑輪， 另一端放置加載砝碼即可實現拉拔。

拉拔過程中，數據采集儀將力傳感器和激光位移傳感器監測到的荷載信息與桶型基礎模 型的位移數據實時采集下來。

本實用新型的有益效果如下：