[發明專利]一種對傾斜模型樁基進行糾偏的試驗糾偏裝置及方法

有效

• 申請號: 201711275536.4
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108149720B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 賀瑞;朱濤;馬博;張繼生
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00;E02D35/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種對傾斜模型樁基進行糾偏的試驗糾偏裝置，其特征在于，包括頂面開口的中空試驗箱（1）、拉力裝置、橫向循環荷載加載裝置、縱向循環荷載加載裝置、設于試驗箱（1）內的模型樁基（4）以及數據采集裝置；所述試驗箱（1）內從下到上依次填有用于模擬巖基的混凝土（13）、模擬海床的試驗土（11）和用于模擬海水的試驗水（12）；所述數據采集裝置包括采集儀（61）、計算機（62）和位移傳感元件，采集儀（61）和計算機（62）相連，位移傳感元件與采集儀（61）相連，所述位移傳感元件設置在所述模型樁基（4）一側；拉力裝置為模型樁基提供水平糾偏恒載，所述拉力裝置通過柔索二連接在模型樁基的與傾斜方向相反的一側上，計算機（62）根據所述位移傳感元件測量的位移計算得出的模型樁基轉角變化來調整拉力裝置提供的水平糾偏恒載大??；所述橫向循環荷載加載裝置包括馬達（21）、偏心質量塊（22）、連接板（23）、滑輪一（9）、滑輪二（16）和滑輪三（18），所述滑輪一（9）和滑輪二（16）分別位于試驗箱的與模型樁基傾斜方向相反一側、模型樁基傾斜方向一側，所述馬達固定在橫置的連接板（23）上遠離試驗箱的一端上，馬達（21）的動力輸出軸穿過連接板（23）并通過連桿與偏心質量塊相連，連桿的兩端分別連接馬達的動力輸出軸和偏心質量塊（22），柔索一的一端連接在模型樁基（4）傾斜方向一側上，另一端繞過滑輪三（18）連接在所述連接板（23）上靠近試驗箱的一側上；柔索三的一端連接平衡質量塊，另一端依次繞過滑輪一（9）、滑輪二（16）后連接在所述連接板（23）的遠離試驗箱的一側上，所述連接板（23）鉸接于試驗箱外側，所述橫向循環荷載加載裝置用于對模型樁基施加橫向循環荷載；所述縱向循環荷載加載裝置包括激振器（31）和頂桿，所述激振器（31）設在所述模型樁基（4）一側，所述頂桿的一端與激振器（31）固接，另一端與模型樁基（4）固接，激振器（31）的力通過頂桿傳遞給所述模型樁基（4），用于對模型樁基（4）施加縱向循環荷載。

2.根據權利要求1所述的試驗糾偏裝置，其特征在于，所述拉力裝置包括電磁鐵（241）、可調電阻（242）和質量鐵塊（243），所述質量鐵塊（243）通過柔索二連接在模型樁基（4）的與傾斜方向相反的一側上，所述電磁鐵（241）正對所述質量鐵塊（243）設置，所述可調電阻（242）與所述電磁鐵（241）串聯，所述計算機（62）與可調電阻（242）相連，計算機（62）根據位移傳感元件測量的位移計算得出的模型樁基轉角變化來調節電磁鐵的磁力從而調整糾偏力大小。

3.根據權利要求1所述的試驗糾偏裝置，其特征在于，試驗糾偏裝置還包括用于對模型樁基進行角度控制的斜樁導向裝置，斜樁導向裝置設在所述試驗箱（1）內壁面中部，其為桁架結構，桁架的上下弦桿端部各鉸接一個能夠自由轉動的半圓筒，上弦桿端部（53）為可伸縮結構從而控制模型樁基（4）的傾斜角度。

4.根據權利要求3所述的試驗糾偏裝置，其特征在于，所述斜樁導向裝置的半圓筒內徑稍大于模型樁基外徑，桁架的上下弦桿距離固定，上弦桿端部能夠伸縮并標有刻度；模型樁基安裝完畢后，上下弦桿可自由伸縮至不再接觸模型樁基的位置。

5.根據權利要求1所述的試驗糾偏裝置，其特征在于，所述位移傳感元件包括均位于模型樁基（4）一側的位移傳感器一（7）和位移傳感器二（8），位移傳感器一（7）和位移傳感器二（8）上下布置，通過位移傳感器一（7）和位移傳感器二（8）測出兩點位移后計算出模型樁基（4）的轉角變化。

6.根據權利要求1所述的試驗糾偏裝置，其特征在于，所述數據采集裝置還包括力傳感器（63），力傳感器（63）與采集儀（61）相連，所述力傳感器（63）設置在模型樁基（4）的受拉部位，用于測量模型樁基所受循環荷載的大小。

7.根據權利要求1所述的試驗糾偏裝置，其特征在于，所述激振器（31）通過螺桿固定在加載架（32）上，所述加載架（32）為倒U型，其包括橫梁和分別垂直于橫梁兩端的豎梁（33），所述加載架（32）架設在試驗箱（1）上端，加載架（32）能夠前后移動。