[发明专利]桩基模型试验用横竖向加载装置

说明书

 技术领域：

本发明属于建筑桩基试验用设备技术领域，具体涉及一种桩基模型试验用横竖向加载装置。

背景技术：

随着我国城市化进程的不断推进，城市面积不断扩大，这就导致大量的土层较松软的土地也被用作建设用地，而随着城市建筑在不断的增高，松软土层已经不能作为建筑地基来使用，为此，建筑行业出现桩基础，即将预应力混凝土桩打入土层深处作为建筑地基来使用，这种桩基础，能够满足建筑地基所需的承载力及变形要求，解决在土层松软土地上建设高层建筑的问题。

但是，建筑桩基所承受的荷载不仅仅是静载，还承受地震荷载、风暴荷载、机械荷载、风荷载等水平荷载作用。因此，在对一些重大建筑物的桩基进行承载力设计时，必须考虑有关静力荷载要求和水平荷载要求。通过桩基试验，研究桩打入土层后的桩——土共同作用机理，能够有效的反应桩基的受力情况，在保证桩基质量的情况下，尽可能的减少桩的用量，能够有效的降低建筑成本。因此，桩基试验对建筑桩基设计起着至关重要的作用。

  由于桩基的现场原位试验需要耗费大量人力、物力、财力，另外试验场地条件等复杂因素对试验的影响很大，常常导致试验结果可靠性太低。故现阶段，桩基模型试验作为科研人员研究桩基作用机理的一个有效方法越来越受到专家学者的重视。而桩基模型试验用的加载装置是实现桩基研究目的的一个重要前提。现有的桩基模型试验用的加载装置存在的不足之处在于：（1）现有加载装置只有竖向加载装置，缺少横向加载装置，不能充分对模型桩的受力进行研究；（2）现有的加载装置是通过砝码或电机等给桩基施加载荷，加载不均，精度较低，稳定性不足。

发明内容：

综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本发明提供了一种桩基模型试验用横竖向加载装置，它包括横向加载装置及竖向加载装置，能够同时对模型桩进行横向加载试验和竖向加载试验，尽可能的模拟桩基的真实受力情况，同时采用电动缸对模型桩施加载荷，保证加载精度，可精确控制加载速度和加载荷载的大小，满足不同的试验要求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种桩基模型试验用横竖向加载装置，其中：包括模型箱、横向加载装置、定位装置、竖向加载装置及模型桩，所述的模型箱内装有与桩基施工现场土质相同的砂土，所述的模型箱的顶端设置有定位装置，所述的定位装置调整模型桩在模型箱内的压桩位置，所述的竖向加载装置对模型桩施加竖向载荷，所述的横向加载装置对模型桩施加横向载荷。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的定位装置包括底托、竖向导轨、上纵向导轨、上水平导轨、上竖向滑块、上水平滑块及上纵向滑块，底托设置在模型箱顶端四角，竖向导轨的下端固定在底托上，上竖向滑块为可锁紧滑块，上竖向滑块沿竖向导轨上下移动，且能够与竖向导轨锁紧，上纵向导轨的两端与上竖向滑块连接，上纵向滑块沿上纵向导轨移动，且能够与上纵向导轨锁紧，上水平导轨的两端与上纵向滑块连接，上水平滑块沿上水平导轨移动。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的竖向加载装置包括竖向电动缸，竖向电动缸与调平板连接，调平板设置在上水平滑块上，竖向电动缸的活塞杆与加载平台板通过球铰铰接，加载平台板设置在下纵向滑块的底端，下纵向滑块沿下纵向导轨移动，下纵向导轨的两端与下水平滑块连接，下水平滑块沿下水平导轨移动，下水平导轨的两端与下竖向滑块连接，下竖向滑块沿竖向导轨移动，所述的加载平台板下端与模型桩的上端通过半球铰铰接。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的加载平台板的下端固定有竖向力传感器。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的调平板上设置有调整顶丝。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的加载平台板上设置有锁紧顶丝。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的横向加载装置包括加载小车，加载小车沿加载轨道移动，加载轨道固定在实验室墙体上，横向电动缸设置在加载小车上，横向电动缸的活塞杆的端部通过钢绞线与模型桩连接。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的横向电动缸的伸缩杆上设置有横向力传感器。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的加载轨道包括垂直轨道、水平轨道及加载滑块，所述的垂直轨道固定在实验室墙体上，加载滑块沿垂直轨道移动，垂直轨道固定在加载滑块上，加载小车沿垂直轨道移动。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的加载滑块上设置有固定装置。

本发明的有益效果为：