本实用新型专利技术公开了一种桩基模型试验用水平与竖向组合加载装置，包括由角钢和钢板焊接的模型箱槽；预埋在模型箱内土体中的模型桩；模型箱侧面用于水平加载装置A；模型箱上部用于竖向加载装置B；分别调整水平加载滑轮和用于竖向加载的组合滑轮的位置，根据试验要求在相应的装载构件上放置砝码，实现对模型桩的水平、竖向或组合荷载的加载试验。本实用新型专利技术可以同时实现对模型桩地水平和竖向加载，桩顶在发生水平或竖向位移时，能够实现竖向和水平荷载的变化很小可以忽略，可更好地分析桩基在组合荷载作用下的承载性状。合荷载作用下的承载性状。合荷载作用下的承载性状。
【技术实现步骤摘要】
一种桩基模型试验用水平与竖向组合加载装置
[0001]本技术涉及地基基础工程领域，具体涉及一种桩基模型试验用水平与竖向组合加载装置。
技术介绍
[0002]随着我国经济社会不断进步，桥梁、高耸建筑物、海上风电及石油钻井平台等蓬勃发展，桩基础因结构简单、承载力高且设计制作成本较低而在工程建设中得到广泛运用，基础在工作期间不仅要承受上部结构物传递的竖向荷载，同时还受到大风、波浪等带来的水平荷载，处于组合受力状态。对于特殊地区(海洋、湖泊等)的基础勘察设计，桩基原位测试成本高且实施难度较大，而室内模型试验对桩基实际承载过程的还原度较高，且成本远低于现场原位承载试验，因此模型试验被广大研究者所采用。
[0003]现有的对桩基可以同时施加水平和竖向力的模型试验装置，大多采用杠杆及液压千斤顶等手段来提供竖向力，然而这样的加载方式无法克服连接处较大摩擦力对水平加载所产生的影响，会导致采集的试验数据存在误差，影响模型试验的准确性。
技术实现思路
[0004]本技术要解决的技术问题在于，提供一种能够同时对模型桩同时独立施加水平荷载和竖向荷载的室内模型试验装置，该装置能够有效减小因竖向加载产生的摩阻力对水平加载试验结果的影响。
[0005]本技术是通过下述技术方案来实现的。
[0006]一种桩基模型试验用水平与竖向组合加载装置，包括由角钢和钢板焊接的模型箱；预埋在模型箱内土体中的模型桩；模型箱侧面用于水平加载装置A；模型箱上部用于竖向加载装置B；分别调整水平加载滑轮和用于竖向加载的组合滑轮的位置，根据试验要求在相应的装载构件上放置砝码，实现对模型桩的水平、竖向或组合荷载的加载试验。
[0007]对于上述技术方案，本技术还有进一步优选的方案：
[0008]优选的，所述用于水平加载装置A，包括模型箱侧面伸出的两根悬臂梁、两根丝杆、一根横杆以及一个定滑轮；所述悬臂梁即模型箱侧边角钢伸出的部分，悬臂梁上设孔；所述丝杆穿过悬臂梁上预设孔洞通过螺母连接；所述横杆通过孔洞穿接在两根丝杆顶部；所述一号定滑轮穿过一号横梁。
[0009]优选的，所述丝杆与悬臂梁的连接螺母可上下调节一号横梁及一号定滑轮的高度；所述一号定滑轮与一号横梁光滑连接，沿水平方向滑轮可移动，滑轮上设有螺纹孔。
[0010]优选的，所述用于竖向加载的装置B包括两对丝杆和两根横梁及与之匹配的三号、四号定滑轮，以及桩头连接构件；所述两对丝杆及横梁沿着模型箱中部对称放置。
[0011]优选的，所述桩头连接构件包括桩帽、桩帽与桩头的连接螺母以及连接水平加载钢丝绳的环形连接扣；所述的环形连接扣通过钢丝绳绕过一号定滑轮连接在水平装载构件上。
[0012]优选的，所述三号、四号滑轮与桩顶的二号滑轮组成竖向加载的滑轮组，钢丝绳一边连接在与地表通过大螺母锚固的U型钢板上，另一边依次穿过四号、二号和三号滑轮后连接在竖向装载构件上。
[0013]优选的，所述的水平装载构件和竖向装载构件由一个加载托盘和一根长钢条组成，砝码放置在托盘上；可由铁桶替代装载构件，砝码或其他计重物放置在铁桶中。
[0014]本技术由于采用以上技术方案，具有以下增益效果：
[0015](1)本技术可以实现对模型桩同时或独立施加水平荷载和竖向荷载，因此，利用本专利技术装置不仅可以进行组合荷载的模型桩基试验研究，还可以进行水平、斜拉以及竖向荷载作用下的模型试验研究。
[0016](2)模型桩布置在模型箱中部，可以保证竖向加载装置对模型桩施加的竖向荷载无水平分力或水平分力很小，可以忽略。
[0017](3)桩身加载点发生水平位移时能够实现竖向荷载的变化很小，可以忽略。本模型试验停止加载的标准为水平位移达到0.15D，模型桩直径为40mm，对应的桩顶水平位移为6mm；二号滑轮与三号和四号滑轮的竖直距离为200mm时，初始竖向荷载为117.6N，当桩顶水平位移达到 6mm，桩顶竖向荷载115.4，变化率为1.87％，可以忽略不计。
[0018](4)本装置可以保证初始施加的水平力通过桩身轴线且无竖向分力或竖向分力很小，可以忽略不计。
[0019](5)本装置结构简单，受力明确，易于加工组装和使用，维护成本也较低。
附图说明
[0020]下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。
[0021]图1为本技术桩基模型试验用水平与竖向组合加载装置主视图；
[0022]图2为本技术桩基模型试验用水平与竖向组合加载装置俯视图；
[0023]图3为图1中B部分放大主视图；
[0024]图4为图1中B部分放大侧视图。
[0025]图中1为螺母；2为丝杆；3为一号钢丝绳；4为水平加载砝码；5为水平加载托盘；6为一号定滑轮；7为小角钢；8为斜支撑；9为竖向加载砝码；10 为竖向加载托盘；11为模型箱框架槽；12为水平拉力传感器；13为环形连接扣； 14为桩头连接螺栓；15为桩帽；16为二号定滑轮；17为三号定滑轮；18为 U型钢板；19为模型桩；20为土体；21为竖向力传感器；22为四号定滑轮；23 为丝杆顶部环形槽；24为一号横梁；25为二号横梁；26为三号横梁；27为滑轮固定螺栓；28为小螺栓；29为二号钢丝绳；
具体实施方式
[0026]下面结合附图以及实施例对本技术作进一步阐释。
[0027]如图1所示，本技术一种桩基模型试验用水平与竖向组合加载装置，包括由角钢和钢板焊接的模型箱框架槽11；预埋在模型箱内土体20中的模型桩 19；模型箱框架槽11侧面用于水平加载装置A；模型箱框架槽11上部为用于竖向加载装置B；分别调整用于水平加载的一号定滑轮6和用于竖向加载的装置B 的位置，根据试验要求在相应的装载构件上放置砝码，实现对模型桩的水平、竖向或组合荷载的加载试验。
[0028]其中，用于水平加载装置A包括一号横梁24、丝杆2和一号定滑轮6，丝杆2通过螺母1连接固定在模型箱框架槽11侧延伸端，三号横梁26穿过丝杆顶部环形槽23，用于水平加载的一号定滑轮6穿过一号横梁24，可调节滑轮固定螺栓27固定定滑轮在一号横梁24上的位置。
[0029]用于竖向加载的装置包括两对通过螺母1连接在模型箱框架槽11上的丝杆以及与之配套的三号定滑轮17、四号定滑轮22，桩头连接构件；桩头连接构件包括桩帽15，通过桩头连接螺栓14穿过预留丝孔洞抵住模型桩19防止模型桩19在桩帽15中左右移动；竖向力传感器21通过小螺母分别与桩帽15顶端以及二号定滑轮16连接。
[0030]竖向装载构件由竖向加载托盘10和一根钢条焊接而成，竖向加载砝码9放置于竖向加载托盘10上，通过二号钢丝绳29、三号定滑轮17、二号定滑轮16 以及四号定滑轮22与锚固在地面的U型钢板18相连接；通过调整丝杆使三号定滑轮17和四号定滑轮22在竖向加载试验过程中保持相同高度，保证无水平荷载或水平分荷载很小，可以忽略不计。
[0031]水平装载构件由水平加载本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种桩基模型试验用水平与竖向组合加载装置，其特征在于，包括模型箱框架槽(11)和预埋在土体(20)中的模型桩(19)；所述模型箱框架槽(11)侧面设有用于水平加载装置(A)，上部设用于竖向加载装置(B)；钢丝绳绕过水平加载定滑轮与竖向加载滑轮组并连接对应的装载构件上，分别调整水平加载滑轮和用于竖向加载的组合滑轮的位置，根据试验要求在相应的装载构件上放置砝码，实现对模型桩(19)的水平、竖向或组合荷载的加载试验。2.根据权利要求1所述的一种桩基模型试验用水平与竖向组合加载装置，其特征在于，所述水平加载装置(A)包括丝杆(2)、一号横梁(24)、一号定滑轮(6)；丝杆(2)穿过模型箱框架槽(11)上的槽孔，通过螺母(1)进行调节固定，三号横梁(26)穿过丝杆顶部环形槽(23)，用于水平加载的一号定滑轮(6)穿过一号横梁(24)。3.根据权利要求2所述的一种桩基模型试验用水平与竖向组合加载装置，其特征在于，所述竖向加载装置(B)包括两对丝杆和二号横梁(25)、三号横梁(26)及与之匹配的三号、四号定滑轮，以及桩头连接构件；所述两对丝杆及横梁沿着模型箱中部对称放置。4.根据权利要求3所述的一种桩基模型试验用水平与竖向组合加载装置，其特征在于，所述三号定滑轮(17)和四号定滑轮(22)在进行竖向加载试验过程中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，杨晓峰，李乐乐，常记，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。