[發明專利]一種模型樁組合式荷載的室內試驗裝置

有效

• 申請號: 201610431799.9
• 申請日: 2016-06-17
• 公開（公告）號: CN105887946B
• 公開（公告）日: 2018-02-09
• 發明（設計）人: 趙程;趙春風;黃川;于志敏;王文東;侯瑞
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 林君如

技術領域

本發明涉及模型試驗領域，具體涉及一種模型樁組合式荷載的室內試驗裝置。

背景技術

隨著經濟建設的快速發展，樁基技術在我國得到廣泛應用，幾乎已普及于全國所有工程建設領域中，具有廣闊的發展前景。國內外很多學者在樁土相互作用機理方面進行了大量的探索并取得了很多成果，但由于土體屬于復雜的三相介質，使得樁-土相互作用關系變得十分復雜，現有研究缺乏系統的理論分析與實測數據積累。隨著樁基工程廣泛使用，越來越多的情況下樁基所受荷載為豎向荷載與水平向荷載一定比率及順序的組合。由于缺乏相應的研究及規范指導，工程實踐中多采用將水平荷載與豎向荷載分別驗算的方法，沒有考慮荷載之間的相互影響，存在一定安全隱患。為了保證在豎向荷載與水平向荷載的組合作用下樁基承載與減沉的安全性，亟需系統深入開展在組合荷載作用下樁土相互作用機理方面的研究工作。室內模型試驗作為一種重要研究手段，可以根據試驗目的，通過較為精確設定和控制邊界條件、樁土材料特性、組合荷載的施加順序以及豎向荷載和水平荷載的比率，可以較好反映在組合荷載作用下樁土作用的一些重要特征，為開展在組合荷載作用下的樁土相互作用機理研究提供可靠的研究數據。

發明內容

本發明的目的就是完善現有組合荷載作用下樁土相互作用研究方法而提供一種能用于對室內模型樁施加豎向和水平向組合荷載的模型樁組合式荷載的室內試驗裝置。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種模型樁組合式荷載的室內試驗裝置，所述模型樁插設在模型槽內，所述室內試驗裝置包括位于所述模型樁兩側的L形反力梁、位于模型樁頂部的主梁、通過滑輪和鋼索與所述模型樁或主梁連接的加載裝置，所述L形反力梁固定在模型槽的頂部，所述滑輪固定在L形反力梁上；

當所述加載裝置通過滑輪和鋼索與所述主梁連接時，該加載裝置對所述模型樁施加豎向載荷；

當所述加載裝置通過滑輪和鋼索與所述模型樁連接時，該加載裝置對所述模型樁施加水平載荷和彎矩。

所述的L形反力梁包括兩根相同的由兩段槽鋼焊接而成的L形梁，所述L形梁包括一條豎直邊及一條水平邊，所述水平邊通過螺栓與所述模型槽固定；兩根L形梁的豎直邊之間設有一號連接桿，兩根L形梁的水平邊之間設有二號連接桿。其中，一號連接桿與兩條豎直邊連接的地方，在豎直邊槽鋼的兩個側板上開有條形槽孔，一號連接桿穿過四個槽孔固定，并且，一號連接桿可沿著槽孔上下移動，以調節施力位置。

所述的滑輪包括固定在一號連接桿上的一號滑輪、固定在二號連接桿上的二號滑輪、分別設置在兩條水平邊一端的兩個三號滑輪以及固定在水平邊軌道內且位于模型樁兩側的兩個四號滑輪。其中，一號滑輪、二號滑輪及模型樁位于同一個平面內。

與四號滑輪位置相當的水平邊槽鋼的兩個側板也設有條形槽孔，四號滑輪以及兩塊側板通過一個桿子連接起來，且桿子的兩端設有調節螺桿，可以調節桿子在槽孔中移動，從而帶動四號滑輪移動，使得四號滑輪可以準確地定位在模型樁的兩側。

加載裝置包括一號加載裝置、二號加載裝置和兩個三號加載裝置，所述一號加載裝置通過一號滑輪和鋼索與所述模型樁連接，所述二號加載裝置通過二號滑輪和鋼索與所述模型樁連接，所述的三號加載裝置依次通過設置在同一水平邊上的三號滑輪、四號滑輪以及鋼索與所述的主梁連接。

當一號加載裝置通過一號滑輪和鋼索與模型樁連接，或二號加載裝置通過二號滑輪和鋼索與模型樁連接時，所述模型樁的外側套設扣具，所述扣具通過鋼索和滑輪與所述加載裝置連接。

所述扣具由鋼板彎曲成圈狀制成，所述圈狀鋼板的連接處穿孔并通過鋼索固定連接。

所述的主梁與模型樁之間設有墊板，保證豎向荷載通過主梁能夠均勻的施加在預制樁樁頂。

所述的加載裝置可以選用砝碼、千斤頂等任何可以施加相應拉力的裝置。

所述的模型槽采用鋼筋混凝土澆筑而成且埋置在地基中。

該裝置在使用時，通過圖示/說明內容與模型樁連接，利用自身的豎向加載及水平加載裝置，實現對模型樁的豎向荷載、水平荷載及彎矩荷載的加載，通過輔助位移計等，實現對加載過程中位移及變形的量測。

在土木工程領域，對模型樁性能測試主要針對力學性能測試，所以所施加的外力包括水平載荷、豎向載荷以及彎矩，有了這三個基本荷載，其余的力學性能試驗均可由這三個荷載組合，相應測試內容包括在上述一種或者幾種荷載組合作用下的水平位移，豎向位移以及轉角位移。