[發明專利]一種超長期嵌巖單樁振動特性測試方法

有效

• 申請號: 202010475848.5
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111648415B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 賀瑞;姜昊;殷苠蔚;周舉;孫逸琳;姜瑋業;周春艷
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 范青青

本發明公開了一種嵌巖單樁超長期振動特性測試方法，所述方法采用嵌巖單樁振動特性測試裝置，所述嵌巖單樁振動特性測試裝置包括包括試驗箱、拉力裝置、橫向或豎向循環荷載加載裝置、數據采集系統、上部結構、高分辨率數碼攝錄設備和內設于試驗箱的樁基；為便于觀察樁、土體及巖體長期變形情況，根據對稱性，取半樁進行試驗，試驗箱至少一面采用透明有機玻璃，試驗土采用網格狀染色土體，并采用數碼攝錄設備進行全過程監測；拉力裝置提供對樁基頂部的橫向荷載，循環荷載加載裝置包括提供橫向或豎向循環荷載，數據采集系統包括依次相連的各種動態采集儀和計算機以及傳感器。本發明可以對海上風機嵌巖單樁基礎超長期振動的特性進行分析研究。

技術領域

本發明屬于測試技術領域，具體涉及一種超長期嵌巖單樁振動特性測試方法。

背景技術

在福建、廣東等東南省區近海區域覆蓋層厚度大、基巖埋深較大、基巖風化程度變化大、底層巖性分布不規則的巖基地質條件下，需采用嵌巖式單樁基礎，當前，國內外對于嵌巖式風機的研究少之又少。

海上風機單樁基礎因其工作環境的特殊性，將會長期受到各種動力荷載的反復作用，使得樁基發生振動和變形，造成強度破壞。而引起結構發生破壞的載荷往往不是最大的，卻是那些作用頻率與結構自振頻率相近的，由于動態效應引起動力放大，更容易使得樁基發生事故。此外樁基在經過足夠多的循環載荷之后會形成裂紋并且裂紋不斷擴展最后使得結構發生斷裂而無法正常工作，這一現象屬于疲勞破壞。疲勞破壞是一個初始裂紋長期慢慢發展變化的過程且它是脆性斷裂，不會經歷明顯的塑性變形過程，因此在發生之前沒有很多的預兆，不容易在破壞之前發現解決，所以會對工程結構造成更大損失。

發明內容

本發明的目的在于提供一種對嵌巖單樁進行振動特性測試的方法，可以用于研究海上風機在超長期循環荷載作用下發生的疲勞破壞。

為達到上述目的，本發明是采用下述技術方案實現的：

本發明提供了一種嵌巖單樁超長期振動特性測試方法，所述方法采用嵌巖單樁振動特性測試裝置，所述嵌巖單樁振動特性測試裝置包括：

試驗箱，所述試驗箱中空，頂端開口，內部設置環境模擬材料；

樁基受力模擬裝置，包括拉力裝置和循環荷載加載裝置；

所述拉力裝置包括柔索、重量塊和滑輪，所述柔索一端與待測樁基頂部連接，另一端繞過滑輪與所述重量塊連接；

所述循環荷載加載裝置包括小齒輪、大齒輪、連桿機構、伺服驅動機構和力轉換裝置，所述伺服驅動機構能夠驅動小齒輪轉動，從而帶動與小齒輪相嚙合的大齒輪轉動；所述連桿機構包括第一連桿和第二連桿；所述第一連桿與大齒輪固定連接，第一連桿通過力傳遞裝置驅動第二連桿運動，所述第二連桿與待測樁基鉸接，所述力轉換裝置能夠將第二連桿運動所傳遞的力向后傳遞給待測樁基；

數據采集裝置，包括傳感器、采集儀和計算機；所述傳感器設置在待測樁基上，通過所述采集儀與所述計算機連接，當樁基受力模擬裝置對待測樁基進行測試時，所述計算機能夠通過采集儀采集傳感器所檢測的測試信息；

所述傳感器包括用于檢測待測樁基形變的應變片，用于檢測待測樁基橫向位移的位移傳感器、用于檢測待測樁基橫向加速度的加速度傳感器和用于測量待測樁基橫向荷載的力傳感器，所述采集儀包括與各傳感器對應連接的應變片數據采集儀、位移傳感器數據采集儀和加速度傳感器數據采集儀，各數據采集儀分別與所述計算機的相應信號接收端連接；

所述方法包括：

將待測樁基制成半樁形；

在試驗箱內放置待測樁基，并鋪設環境模擬材料；

將傳感器設置在待測樁基上，并將傳感器連接到采集儀，將采集儀與電腦相連；