[發明專利]振動沉樁模擬試驗系統

有效

• 申請號: 202011223134.1
• 申請日: 2019-12-10
• 公開（公告）號: CN112267497B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 謝建斌;劉克文;王咸東;趙一錦;劉肖;賈榮谷;王卓蕾;張穎;吳云川;王勇;時林豐
• 申請（專利權）人: 云南大學;昆明軍龍巖土工程有限公司;云南建投第一勘察設計有限公司
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 北京思睿峰知識產權代理有限公司 11396
• 代理人: 謝建云;趙愛軍

本發明公開了一種振動沉樁模擬試驗系統，包括：振動加載裝置，適于輸出激振力；沉樁模擬裝置，包括樁體和土體，所述樁體與所述振動加載裝置連接，所述土體適于相對樁體運動，以便獲取樁體在激振力作用下的沉樁過程；信號采集裝置，設置于所述樁體的頂部，適于采集所述樁體的受力信號，并適于根據所述受力信號監測樁體的受力情況。本發明的振動沉樁模擬試驗系統，整體結構簡單，能準確模擬現實中樁體在振動沉樁過程中的受力情況，有利于指導和優化實際植樁過程。

本發明是2019年12月10日申請的發明專利201911261652X的分案申請。

技術領域

本發明涉及振動沉樁技術領域，尤其涉及一種利用計算設備來控制進行振動沉樁模擬試驗的系統。

背景技術

鋼管樁由于具有成樁質量好、樁身抗剪強度高、施工操作簡單、可回收等優點而被廣泛應用于湖相沉積土層高層及超高層建筑基坑支護工程中。鑒于振動沉樁工藝具有沉樁效率高、環境保護好等突出優點，已被廣泛應用于鋼管樁沉樁施工領域。樁在沉樁施工中，主要受樁端阻力和樁側摩擦阻力。振動沉樁實質上是通過樁運動時對樁端土層的沖擊力以克服樁端阻力，并通過振動減小樁側摩擦阻力，從而達到沉樁的效果。

目前國內對振動沉樁工藝的研究仍然不夠成熟，鋼管樁成樁機理及精細施工控制技術的研究仍落后于實際工程。此外，鑒于振動沉樁的復雜性，現階段研究振動沉樁機理的試驗一般都是做現場原位試驗，而現場原位試驗需花費大量人力、財力、物力。因此，設計一套簡潔、合理的室內小型振動沉樁模型試驗系統亟待解決。

發明內容

為此，本發明提供了一種振動沉樁模擬試驗系統，以解決或至少緩解上面存在的問題。

根據本發明的一個方面，提供了一種振動沉樁模擬試驗系統，包括：振動加載裝置，適于輸出激振力；沉樁模擬裝置，包括樁體和土體，所述樁體與所述振動加載裝置連接，所述土體適于相對樁體運動，以便獲取樁體在激振力作用下的沉樁過程；信號采集裝置，設置于所述樁體的頂部，適于采集所述樁體的受力信號，并適于根據所述受力信號監測樁體的受力情況。

可選地，在根據本發明的振動沉樁模擬試驗系統中，所述振動加載裝置包括：信號發生器，適于生成按正弦函數變化的電壓信號；功率放大器，與所述信號發生器連接，適于放大所述信號發生器生成的電壓信號；以及電動式激振器，與所述功率放大器連接，適于將經過放大的電壓信號轉化為相應的激振力；所述電動式激振器包括頂桿，所述頂桿與所述樁體連接，以便通過所述頂桿將激振力傳遞給樁體。

可選地，在根據本發明的振動沉樁模擬試驗系統中，所述信號采集裝置包括：壓電式力傳感器，分別與所述電動式激振器、樁體的頂部連接，適于采集與所述樁體的受力相關的電流信號；電荷放大器，與所述壓電式力傳感器連接，適于放大所述壓電式力傳感器采集的電流信號；動態信號測試分析系統，與所述電荷放大器連接，適于獲取經所述電荷放大器放大后的電流信號，并適于根據該電流信號監測所述樁體的受力情況。

可選地，在根據本發明的振動沉樁模擬試驗系統中，所述沉樁模擬裝置還包括：反力架，適于固定所述電動式激振器；導軌，安裝在所述反力架上；以及盛土容器，適于盛裝所述土體，所述盛土容器可滑動地安裝于所述導軌，并適于沿導軌豎直向上運動。

可選地，在根據本發明的振動沉樁模擬試驗系統中，所述電動式激振器通過固定座與所述反力架固定連接。

可選地，在根據本發明的振動沉樁模擬試驗系統中，所述頂桿上設有第一螺紋孔；所述壓電式力傳感器設有第二螺紋孔；所述第一螺紋孔與所述第二螺紋孔通過連接桿固定連接。

可選地，在根據本發明的振動沉樁模擬試驗系統中，所述樁體的頂部設有第三螺紋孔；所述壓電式力傳感器的底部與所述第三螺紋孔固定連接。