一种用于离心模型试验的加载及测量试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于离心模型试验的加载及测量试验装置，包括用于承装地基土的模型箱、竖向承载平台、横向承载平台和设置在模型箱上方的支架，竖向承载平台底部连接试验桩，试验桩插入到地基土中；支架上设置有用于测量试验桩位移的位移计，支架下方设置有一定滑轮，定滑轮上设置有钢丝绳，分别连接在竖向承载平台和横向承载平台；竖向承载平台上设置有第一配重，第一配重的设置位置使得第一配重的重心偏离试验桩的轴心；同理，横向承载平台上设置有第二配重。本实用新型专利技术试验装置不仅仅局限于单一的轴向加载，不仅实现了同时进行竖向与横向的组合加载，还可以实现偏心加载等复杂工况的研究。

A Loading and Measuring Device for Centrifugal Model Test

【技术实现步骤摘要】
一种用于离心模型试验的加载及测量试验装置
本技术属于土工实验设备
，涉及一种用于离心模型试验的加载及测量试验装置。
技术介绍
土工离心模型试验是利用离心机提供的离心力模拟重力，按相似准则，将原型的几何形状按比例缩小，用相同物理性状的土体制成模型，使其在离心力场中的应力状态与原型在重力场中一致，以研究工程性状的测试技术。离心模型试验使模型与原型相应点土体在自重作用下的力学状态相等，再现原型特征，方便灵活，且不受现场条件约束，是进行模型试验的重要手段之一，因此，离心模型试验装置显得十分重要。目前，对于现有的模型箱支架都是固定且不可移动的，其模拟的工况也十分有限，只有单一的竖轴向加载和横轴向加载；另外，模型试验中如果比例尺较大，相应的位移极小，现有的装置不能达到准确测量，这样对于现实的使用和经济中存在着局限性。因此，目前试验装置主要存在以下缺点：一、传统的试验装置测量结果较粗略，不便于进行精准测量。二、传统的试验装置只能单一的进行竖向或横向加载，不利于复杂工况的试验研究。三、支架及位移计位置固定，不方便移动。不同的工况要制作不同的支架，工作量大，在经济上比较浪费。四、传统的试验装置仅适用于单桩，结构简单，无法研究群桩等不同类型的桩基。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术提供了一种用于离心模型试验的加载及测量试验装置，解决现有的测量试验装置只能单一的进行竖向或横向加载的问题。为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案予以实现：一种用于离心模型试验的加载及测量试验装置，包括用于承装地基土的模型箱、竖向承载平台、横向承载平台和设置在模型箱上方的支架，竖向承载平台底部连接试验桩，试验桩插入到地基土中；所述的支架上设置有用于测量试验桩位移的位移计，其特征在于，所述的支架下方设置有一定滑轮，定滑轮上设置有钢丝绳，钢丝绳的一端连接在靠近试验桩桩顶处的竖向承载平台上，另一端连接在横向承载平台上；所述的竖向承载平台上设置有第一配重，所述的第一配重的设置位置使得第一配重的重心偏离试验桩的轴心；所述的横向承载平台上设置有第二配重，第二配重的设置位置使得第二配重的重心偏离横向承载平台的重心。具体的，所述的竖向承载平台包括主体板和设置在主体板中心的套筒，所述的套筒的直径与试验桩的直径匹配。优选的，所述的主体板的侧部设置有垂直于主体板的侧板，用于接收位移计发射的激光。具体的，所述的第一配重为板体，所述的板体对称上设置有连接孔，所述的竖向承载平台设置有与连接孔匹配的连接轴；所述的第一配重与第一配重的结构相同。具体的，所述的板体的长度与竖向承载平台的长度相同，宽度为竖向承载平台宽度的一半。具体的，还包括位移计支撑板，所述的位移计支撑板为L型板体，位移计支撑板的一端连接在支架上，另一端悬空在支架下方；所述的位移计包括测量试验桩竖向位移的竖向位移计和横向位移的横向位移计，横向位移计设置在位移计支撑板的悬空端，竖向位移计设置在竖向承载平台正上方的位移计支撑板上。具体的，所述的位移计支撑板的一端设置有多个长圆孔，位移计支撑板通过螺栓和长圆孔固定在支架上。具体的，所述的支架底部连接有L型转接板，所述的定滑轮固定在L型转接板上，且定滑轮的位置靠近模型箱的箱壁。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术试验装置不仅仅局限于单一的轴向加载，不仅实现了同时进行竖向与横向的组合加载，还可以实现偏心加载等复杂工况的研究。本技术的位移支撑架及位移计位置灵活，方便移动，不同的工况仅需要调整位置就可以实现，有很好的经济效益。本技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明图1是本技术的单桩试验装置的正视图。图2是本技术的位移计支撑板的示意图。图3是横向承载平台的正视图和俯视图。图4本技术的多桩试验装置的正视图。图中各标号表示为：1-模型箱，2-竖向承载平台，3-横向承载平台，4-支架，5-试验桩，7-位移计，8-定滑轮，9-钢丝绳，10-配重，11-位移计支撑板，12-L型转接板；(2-1)-主体板，(2-2)-套筒，(2-3)-凸起，(2-4)-侧板，(2-5)-连接轴；(7-1)-竖向位移计，(7-2)-横向位移计；(11-1)-长圆孔。以下结合附图和具体实施方式对本技术的具体内容作进一步详细解释说明。具体实施方式以下给出本技术的具体实施方式，需要说明的是本技术并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本技术的保护范围。在本技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指以相应附图的图面为基准定义的，“内、外”是指相应部件轮廓的内和外，“前、底、上、下”是以图1的图面为基准定义的，“竖直、水平”是以图1的图面为基准定义的。如图1所示，本技术公开了一种用于离心模型试验的加载及测量试验装置，包括用于承装地基土的模型箱1、竖向承载平台2、横向承载平台3和设置在模型箱上方的支架4，模型箱安装在土工离心机设备内，竖向承载平台2底部连接试验桩5，试验桩5插入到地基土中；支架4上设置有用于测量试验桩位移的位移计7，在本实施例中，位移计7包括测量试验桩竖向位移的竖向位移计7-1和横向位移的横向位移计7-2，测量范围为25mm～30mm，位移计采用高精度微米(10-3mm)级HG-C1000的位移计，实现对桩横向与竖向位移的精确测量。其中，在本实施例中，支架4采用钢制的方形管，在反力架的两端底部焊接一长条带孔钢片，用以调节支架在模型箱上的水平位置。支架的作用主要是放置其下方的位移计支撑板11和L型转接板12，维持整体稳定。支架4下方设置有一定滑轮8，定滑轮8上设置有钢丝绳9，钢丝绳9的一端连接在靠近试验桩5桩顶处的竖向承载平台2上，另一端连接在横向承载平台3上。具体的，如图3所示，竖向承载平台2包括主体板2-1和设置在主体板2-1中心的套筒2-2，套筒2-2的直径与试验桩5的直径匹配，试验桩一端安装在套筒2-2内，并在套筒2-2的外表面焊接有一凸起2-3，凸起2-3用于连接钢丝绳9。本实施例采用管状的空心桩，通过套筒2-2不仅可以将试验桩5与竖向承载平台2连接在一起，同时也将位移计的接线整理至桩外。其中，主体板2-1是厚度3mm左右的方形铁板，竖向承载平台2设置有几个高度一致的连接轴2-5。优选的，主体板2-1的侧部设置有垂直于主体板的侧板2-4，用于接收位移计7发射的激光。作为横向位移计激光发射的主要接收位置；或者将主体板2-1的厚度设置到保证能够接受到水平位移计7-2激光的厚度，一般采用本技术的方式。竖向承载平台2上设置有第一配重10，第一配重10的设置位置使得第一配重的重心偏离试验桩5的轴心；横向承载平台3上设置有第二配重(图中未标出)，第二配重的布置位置和方式与第一配重相同，第二配重的设置位置使得第二配重的重心偏离横向承载平台3的重心。其中，第一配重10为板体，板体上对称设置有与连接轴2-5匹配的连接孔(图中未标出)。在本实施例中，第一配重10的长度与竖向承载平台2的长度相同，宽度为竖向承载平台2宽度的一半。一是利用第一配重的质量在离心加速度的作用下，按照相似准则，模拟实际荷载，并且第一配重统一规格，可以实现等级加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于离心模型试验的加载及测量试验装置，包括用于承装地基土的模型箱(1)、竖向承载平台(2)、横向承载平台(3)和设置在模型箱上方的支架(4)，竖向承载平台(2)底部连接试验桩(5)，试验桩(5)插入到地基土中；所述的支架(4)上设置有用于测量试验桩位移的位移计(7)，其特征在于，所述的支架(4)下方设置有一定滑轮(8)，定滑轮(8)上设置有钢丝绳(9)，钢丝绳(9)的一端连接在靠近试验桩(5)桩顶处的竖向承载平台(2)上，另一端连接在横向承载平台(3)上；所述的竖向承载平台(2)上设置有第一配重(10)，所述的第一配重(10)的设置位置使得第一配重的重心偏离试验桩(5)的轴心；所述的横向承载平台(3)上设置有第二配重，第二配重的设置位置使得第二配重的重心偏离横向承载平台(3)的重心。

【技术特征摘要】
1.一种用于离心模型试验的加载及测量试验装置，包括用于承装地基土的模型箱(1)、竖向承载平台(2)、横向承载平台(3)和设置在模型箱上方的支架(4)，竖向承载平台(2)底部连接试验桩(5)，试验桩(5)插入到地基土中；所述的支架(4)上设置有用于测量试验桩位移的位移计(7)，其特征在于，所述的支架(4)下方设置有一定滑轮(8)，定滑轮(8)上设置有钢丝绳(9)，钢丝绳(9)的一端连接在靠近试验桩(5)桩顶处的竖向承载平台(2)上，另一端连接在横向承载平台(3)上；所述的竖向承载平台(2)上设置有第一配重(10)，所述的第一配重(10)的设置位置使得第一配重的重心偏离试验桩(5)的轴心；所述的横向承载平台(3)上设置有第二配重，第二配重的设置位置使得第二配重的重心偏离横向承载平台(3)的重心。2.如权利要求1所述的用于离心模型试验的加载及测量试验装置，其特征在于，所述的竖向承载平台(2)包括主体板(2-1)和设置在主体板(2-1)中心的套筒(2-2)，所述的套筒(2-2)的直径与试验桩(5)的直径匹配。3.如权利要求2所述的用于离心模型试验的加载及测量试验装置，其特征在于，所述的主体板(2-1)的侧部设置有垂直于主体板的侧板(2-4)，用于接收位移计(7)发射的激光。4.如权利要求1所述的用于离心模型试验的加载及测量试验装置，其特征在于，所述的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯忠居，冯凯，武敏，董芸秀，戴良军，文军强，盛明宏，王蒙蒙，崔林钊，胡海波，王洁，赵亚婉，扶庭阳，何静斌，成圆梦，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61