一种刚度可调的桩基础模型试验用承台装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种刚度可调的桩基础模型试验用承台装置，包括套设在模型桩的外侧的承台架构，所述模型桩的上方设置有用于施加竖直压力的上部结构，所述模型桩与所述上部结构之间设置有压力感应器和垫板，所述承台架构通过连接件与所述上部结构连接；所述承台架构内侧设置有第二凹面；所述第二凹面的侧面上设置有若干用于施加水平压力的施力装置，所述施力装置包括水平设置的顶出部、竖直设置的用于促使所述顶出部顶紧所述模型桩的施力部，所述顶出部与所述第二凹面的侧面之间设置有弹性复位件。本实用新型专利技术旨在克服现有技术中的桩基承台装置不可拆卸重复利用、刚接与铰接不便转换的缺点。

【技术实现步骤摘要】
一种刚度可调的桩基础模型试验用承台装置
本技术属于建筑施工中桩基础工程研究领域，具体涉及一种刚度可调的桩基础模型试验用承台装置。
技术介绍
随着经济的飞速发展，在建或已建的建筑、桥梁、近海、海岸等工程越来越多，然而这些工程结构的桩基础往往直接或间接受到动荷载作用，例如地震波、波浪、风荷载等，都会引起支撑上部结构的桩基础与土体之间的动力相互作用。当桩基础的动力效应达到一定程度时，将会引起一系列的危害，如使土体强度降低、桩基础沉降量过大，从而导致上部结构出现变形、开裂等现象。因此，探讨动荷载作用下桩基础与土体的相互作用机理至关重要。通过试验研究桩基础与土体的相互作用机理是较为有效可行的途径。其中，模型试验因其可操控性强、适用复杂条件好、费用低等优点而被广泛采用。因此，国内外为进行桩基础模型试验开发了各种各样的试验装置，以方便模拟桩-土相互作用机理，试验结果可为桩基础设计提供技术支持。为更加真实反映上部结构-桩基础-土体之间的共同作用机理，模型试验时需要将上部结构与桩基础相约束，约束方式包括刚接和铰接。现有试验中，承台的设置一般只可模拟固接和铰接的其中一种。在试验过程中，若要改变承台约束方式，往往会拆除上部荷载，一方面为试验人员增加了工作量，同时反复的装拆难以避免地对模型桩头的桩-土作用产生不可恢复的影响。因此，对于桩基础模型试验领域的技术人员来说，设计一种在不用拆卸上部结构的情况，实现刚度可调的承台装置，既能减轻过程中反复拆卸上部荷载的工作量，又能避免对模型桩头的桩-土产生不可恢复的影响、降低试验过程中的人为误差，是目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术旨在提供一种刚度可调的桩基础模型试验用承台装置，以克服现有技术中的桩基承台装置不可拆卸重复利用、适应多向荷载作用条件差、刚接与铰接不便转换的缺点。为实现上述目的，本技术按以下技术方案予以实现：一种刚度可调的桩基础模型试验用承台装置，包括套设在模型桩的外侧的承台架构，所述模型桩的上方设置有用于施加竖直压力至所述模型桩的上部结构，所述模型桩与所述上部结构之间设置有压力感应器，所述承台架构通过连接件与所述上部结构连接；所述承台架构的内侧自上而下依次设置有面积逐渐变小的第一凹面、第二凹面及与所述模型桩间隙连接的通孔，所述压力感应器设置在所述第一凹面内；所述第二凹面的侧面上设置有若干用于施加水平压力至所述模型桩的施力装置，所述施力装置包括水平设置的顶出部、竖直设置的用于促使所述顶出部顶紧所述模型桩的施力部，所述承台架构的上端面到所述上部结构的下端面之间的距离值大于所述施力部在竖直方向上的长度值，所述顶出部与所述第二凹面的侧面之间设置有弹性复位件。作为优选，所述承台架构对应所述模型桩设置为圆环形，所述第一凹面、第二凹面及所述通孔均设置为圆形并同轴设置在所述承台架构上。作为优选，所述压力感应器对应所述模型桩选择为圆柱形，所述第一凹面的直径与所述压力感应器的直径相同，所述压力感应器的下端面抵接连接所述模型桩。作为优选，所述顶出部包括朝向所述模型桩设置的顶压块、连接所述顶压块的滑杆，所述承台架构上对应所述滑杆设置有供所述滑杆左右滑动的水平槽孔。作为优选，所述施力部包括受力块、连接所述受力块的长杆，所述承台架构上对应所述长杆竖直设置有连通所述水平槽孔的竖直槽孔；所述滑杆相对所述顶压块的一端、所述长杆相对所述受力块的一端均设置有弧形光滑接触面。作为优选，所述施力装置至少设置有四个并围绕所述模型桩均匀设置在所述承台架构上，所述顶出部在竖直方向上至少设置有两个。作为优选，所述弹性复位件包括拉力弹簧，所述拉力弹簧套设在所述顶出部上，所述拉力弹簧的一端固定连接所述顶出部，所述拉力弹簧的另一端固定连接在所述第二凹面的侧面上。作为优选，所述拉力弹簧在自然状态下的长度值与所述顶压块的厚度值之和小于所述第二凹面的侧面到所述模型桩的侧面之间的距离值；所述拉力弹簧在自然状态下时，所述顶压块与所述模型桩之间的距离值等于所述竖直槽孔的宽度值。作为优选，所述连接件包括若干螺杆，所述承台架构的上端面对应所述螺杆均匀设置有若干固定螺孔，所述上部结构上对应所述固定螺孔设置有安装孔。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、本技术所提供的一种承台装置，通过连接件可以将模型桩、压力感应器及上部结构进行稳定的连接设置，并且配合上承台结构上的通孔，确保模型桩在竖直方向上的均匀受力，提高试验数据的准确性。2、本技术提供的一种承台架构，设置有第二凹面，并在第二凹面内设置有可按需凸出并顶紧模型桩设置的顶出部，并且对应顶出部巧妙设置有施力部；当施力部未对顶出部作用时，所述顶出部由于弹簧的拉紧作用并不会朝向模型桩顶出，通过施力部插入竖直槽孔，施力部会逐渐将顶出部顶出，从而将顶出部顶紧设置在模型桩上，从而实现水平作用力对模型桩的影响试验。3、本技术提供的一种承台装置，可根据试验要求，在不拆卸上部荷载的情况下实现同一装置上进行对模型桩铰接状态及刚接状态的转换，使得试验状态不受限制；并且本承台装置结构简单、制作成本低、易于维护检修，方便在模型桩试验上的推广应用。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术承台装置的剖视结构示意图。图2为本技术模型桩处于铰接状态时的俯视结构示意图。图3为本技术模型桩处于刚接状态时的俯视结构示意图。图4为本技术施力装置的结构示意图。图5为本技术试验方法的步骤流程示意图。其中：1-模型桩，2-承台架构，21-顶出部，211-水平槽孔，212-顶压块，213-滑杆，22-施力部，221-竖直槽孔，222-受力块，223-长杆，23-拉力弹簧，24-螺杆，25-第一凹面，26-第二凹面，27-通孔，28-弧形光滑接触面，3-压力感应器，4-上部结构，41-安装孔。具体实施方式为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，所描述的实施方式仅仅是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。实施例1如图1-4所示，本实施例中提供一种刚度可调的桩基础模型试验用承台装置，包括套设在模型桩1的外侧的承台架构2，所述模型桩1的上方设置有用于施加竖直压力至所述模型桩1的上部结构4，所述模型桩1与所述上部结构4之间依次设置有压力感应器3和垫板(图中未示出)，作为优选，所述压力感应器3可以选取市场上常用的压力传感器，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种刚度可调的桩基础模型试验用承台装置，其特征在于，包括套设在模型桩的外侧的承台架构，所述模型桩的上方设置有用于施加竖直压力至所述模型桩的上部结构，所述模型桩与所述上部结构之间设置有压力感应器，所述承台架构通过连接件与所述上部结构连接；所述承台架构的内侧自上而下依次设置有面积逐渐变小的第一凹面、第二凹面及与所述模型桩间隙连接的通孔，所述压力感应器设置在所述第一凹面内；所述第二凹面的侧面上设置有若干用于施加水平压力至所述模型桩的施力装置，所述施力装置包括水平设置的顶出部、竖直设置的用于促使所述顶出部顶紧所述模型桩的施力部，所述承台架构的上端面到所述上部结构的下端面之间的距离值大于所述施力部在竖直方向上的长度值，所述顶出部与所述第二凹面的侧面之间设置有弹性复位件。

【技术特征摘要】
1.一种刚度可调的桩基础模型试验用承台装置，其特征在于，包括套设在模型桩的外侧的承台架构，所述模型桩的上方设置有用于施加竖直压力至所述模型桩的上部结构，所述模型桩与所述上部结构之间设置有压力感应器，所述承台架构通过连接件与所述上部结构连接；所述承台架构的内侧自上而下依次设置有面积逐渐变小的第一凹面、第二凹面及与所述模型桩间隙连接的通孔，所述压力感应器设置在所述第一凹面内；所述第二凹面的侧面上设置有若干用于施加水平压力至所述模型桩的施力装置，所述施力装置包括水平设置的顶出部、竖直设置的用于促使所述顶出部顶紧所述模型桩的施力部，所述承台架构的上端面到所述上部结构的下端面之间的距离值大于所述施力部在竖直方向上的长度值，所述顶出部与所述第二凹面的侧面之间设置有弹性复位件。2.根据权利要求1所述的承台装置，其特征在于，所述承台架构对应所述模型桩设置为圆环形，所述第一凹面、第二凹面及所述通孔均设置为圆形并同轴设置在所述承台架构上。3.根据权利要求2所述的承台装置，其特征在于，所述压力感应器对应所述模型桩选择为圆柱形，所述第一凹面的直径与所述压力感应器的直径相同，所述压力感应器的下端面抵接连接所述模型桩。4.根据权利要求2所述的承台装置，其特征在于，所述顶出部包括朝向所述模型桩设置的顶压...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈航，唐孟雄，胡贺松，刘春林，
申请(专利权)人：广州市建筑科学研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44