[發(fā)明專利]一種剛度可調(diào)的樁基礎(chǔ)模型試驗(yàn)用承臺裝置及其試驗(yàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810826175.6
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN108678039B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳航;唐孟雄;胡賀松;劉春林
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州市建筑科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 廣州新諾專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44100
• 代理人: 李德魁

本發(fā)明公開了一種樁基礎(chǔ)模型試驗(yàn)用承臺裝置，包括套設(shè)在模型樁的外側(cè)的承臺架構(gòu)，所述模型樁的上方設(shè)置有用于施加豎直壓力的上部結(jié)構(gòu)，所述模型樁與所述上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有壓力感應(yīng)器和墊板，所述承臺架構(gòu)通過連接件與所述上部結(jié)構(gòu)連接；所述承臺架構(gòu)內(nèi)側(cè)設(shè)置有第二凹面；所述第二凹面的側(cè)面上設(shè)置有若干用于施加水平壓力的施力裝置，所述施力裝置包括水平設(shè)置的頂出部、豎直設(shè)置的用于促使所述頂出部頂緊所述模型樁的施力部，所述頂出部與所述第二凹面的側(cè)面之間設(shè)置有彈性復(fù)位件。以及一種基于該承臺裝置的試驗(yàn)方法。本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中的樁基承臺裝置不可拆卸重復(fù)利用、剛接與鉸接不便轉(zhuǎn)換的缺點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑施工中樁基礎(chǔ)工程研究領(lǐng)域，具體涉及一種約束剛度可調(diào)的樁基礎(chǔ)模型試驗(yàn)用承臺裝置及其試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，在建或已建的建筑、橋梁、近海、海岸等工程越來越多，然而這些工程結(jié)構(gòu)的樁基礎(chǔ)往往直接或間接受到動荷載作用，例如地震波、波浪、風(fēng)荷載等，都會引起支撐上部結(jié)構(gòu)的樁基礎(chǔ)與土體之間的動力相互作用。當(dāng)樁基礎(chǔ)的動力效應(yīng)達(dá)到一定程度時，將會引起一系列的危害，如使土體強(qiáng)度降低、樁基礎(chǔ)沉降量過大，從而導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形、開裂等現(xiàn)象。因此，探討動荷載作用下樁基礎(chǔ)與土體的相互作用機(jī)理至關(guān)重要。

通過試驗(yàn)研究樁基礎(chǔ)與土體的相互作用機(jī)理是較為有效可行的途徑。其中，模型試驗(yàn)因其可操控性強(qiáng)、適用復(fù)雜條件好、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用。因此，國內(nèi)外為進(jìn)行樁基礎(chǔ)模型試驗(yàn)開發(fā)了各種各樣的試驗(yàn)裝置，以方便模擬樁-土相互作用機(jī)理，試驗(yàn)結(jié)果可為樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持。

為更加真實(shí)反映上部結(jié)構(gòu)-樁基礎(chǔ)-土體之間的共同作用機(jī)理，模型試驗(yàn)時需要將上部結(jié)構(gòu)與樁基礎(chǔ)相約束，約束方式包括剛接和鉸接。現(xiàn)有試驗(yàn)中，承臺的設(shè)置一般只可模擬固接和鉸接的其中一種。在試驗(yàn)過程中，若要改變承臺約束方式，往往會拆除上部荷載，一方面為試驗(yàn)人員增加了工作量，同時反復(fù)的裝拆難以避免地對模型樁頭的樁-土作用產(chǎn)生不可恢復(fù)的影響。

因此，對于樁基礎(chǔ)模型試驗(yàn)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，設(shè)計(jì)一種在不用拆卸上部結(jié)構(gòu)的情況，實(shí)現(xiàn)剛度可調(diào)的承臺裝置，既能減輕過程中反復(fù)拆卸上部荷載的工作量，又能避免對模型樁頭的樁-土產(chǎn)生不可恢復(fù)的影響、降低試驗(yàn)過程中的人為誤差，是目前需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明旨在提供一種約束剛度可調(diào)的樁基礎(chǔ)模型試驗(yàn)用承臺裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的樁基承臺裝置不可拆卸重復(fù)利用、適應(yīng)多向荷載作用條件差、剛接與鉸接不便轉(zhuǎn)換的缺點(diǎn)。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種約束剛度可調(diào)的樁基礎(chǔ)模型試驗(yàn)的試驗(yàn)方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明按以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種樁基礎(chǔ)模型試驗(yàn)用承臺裝置，包括套設(shè)在模型樁的外側(cè)的承臺架構(gòu)，所述模型樁的上方設(shè)置有用于施加豎直壓力至所述模型樁的上部結(jié)構(gòu)，所述模型樁與所述上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有壓力感應(yīng)器，所述承臺架構(gòu)通過連接件與所述上部結(jié)構(gòu)連接；

所述承臺架構(gòu)的內(nèi)側(cè)自上而下依次設(shè)置有面積逐漸變小的第一凹面、第二凹面及與所述模型樁間隙連接的通孔，所述壓力感應(yīng)器設(shè)置在所述第一凹面內(nèi)；

所述第二凹面的側(cè)面上設(shè)置有若干用于施加水平壓力至所述模型樁的施力裝置，所述施力裝置包括水平設(shè)置的頂出部、豎直設(shè)置的用于促使所述頂出部頂緊所述模型樁的施力部，所述承臺架構(gòu)的上端面到所述上部結(jié)構(gòu)的下端面之間的距離值大于所述施力部在豎直方向上的長度值，所述頂出部與所述第二凹面的側(cè)面之間設(shè)置有彈性復(fù)位件。

作為優(yōu)選，所述承臺架構(gòu)對應(yīng)所述模型樁設(shè)置為圓環(huán)形，所述第一凹面、第二凹面及所述通孔均設(shè)置為圓形并同軸設(shè)置在所述承臺架構(gòu)上。

作為優(yōu)選，所述壓力感應(yīng)器對應(yīng)所述模型樁選擇為圓柱形，所述第一凹面的直徑與所述壓力感應(yīng)器的直徑相同，所述壓力感應(yīng)器的下端面抵接連接所述模型樁。