[实用新型]地基基础三自由度动静态加载试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种试验装置。特别是涉及一种地基基础三自由度动静态加载试验装置。

背景技术

人类进入二十一世纪，能源危机日益突出。风能作为一种可再生的清洁能源，成为缓解全球能源紧张形势的新方向。但是，作为风力发电机的重要组成部分—风电基础存在建造成本高，施工及安装难度大等特点。而且与传统的结构物基础相比，不仅要承受足够的竖向荷载，还要承受大弯矩与较大的水平力作用。风机在工作的条件下是受到的不仅是静荷载的作用，而是三维的动力作用。综上所述，由于风电基础的受力特点的复杂性和不确定性，风电基础的稳定性设计成为了风电发展的关键问题之一。

在风电基础稳定性设计过程中，一般将基础所受的荷载转化为竖向，水平及弯矩三个自由度的荷载组合进行验算设计。由于可以引起基础失稳的三种荷载组合有很多种组合，在设计过程中引入地基破坏包络面的方法对风电基础的稳定性进行分析。所谓地基破坏包络面是指，在水平荷载、竖向荷载和力矩荷载共同作用下，地基达到整体破坏或极限平衡状态时，各个荷载分量的组合在三维荷载空间(竖向，水平及弯矩)中形成的一个外凸曲面。当荷载组合位于破坏包络面以内时则地基处于稳定状态，反之地基失稳。而风点基础地基破坏保罗面的建立通过数值计算是很难得到一个令人满意的结果的，需要通过相应的物理试验进行验证。通过风电基础三维加载试验可以准确的确定地基破坏包络面的大小、形状，从而可以有效的评估风电基础的工作状态，保障风电机组的安全。由此可以，评估风电基础受荷组合是否处于地基破坏包络面内对风电基础设计具有重要意义。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够检测在模拟不同土质条形下风电在各种荷载组合下的地基变形及失稳条件的地基基础三自由度动静态加载试验装置。

本实用新型所采用的技术方案是：一种地基基础三自由度动静态加载试验装置，包括有由多个横梁、多个侧梁、四个纵梁和多个斜拉筋构成的支撑框架，所述的支撑框架内的下部设置有试验用土槽，所述支撑框架内的上部对应所述土槽设置有用于调整筒型基础模型位置的加载装置，所述的加载装置包括有用于调整筒型基础模型横向位移的横向加载运动机构、位于横向加载运动机构下面的用于调整筒型基础模型竖向位移的竖向加载运动机构和设置在竖向加载运动机构上的用于调整筒型基础模型角度的弯矩向加载运动机构。

所述的横向加载运动机构包括有：分别设置在支撑框架中与所述的纵梁相连接的前、后侧的横梁上的两个结构相同的横向导轨机构，设置在两个横向导轨机构之间并能够沿两个横向导轨机构横向移动的水平主板，所述的水平主板上端面的一端悬空的设置有依次连接的水平电机、水平减速器、水平电机支撑架、联轴器和联接上部支撑主块，其中，所述的水平电机支撑架和联接上部支撑主块的上端通过一个连接板固定在支撑框架中与所述的连接板相对应的一个横梁的下面，所述联轴器的输出轴连接横向丝杠的一端，所述横向丝杠的另一端贯穿所述联接上部支撑主块能够旋转的连接在悬空的设置在水平主板上端面另一端的联接上部支撑副块上，所述的联接上部支撑副块的上端通过所述的连接板固定在支撑框架中与所述的连接板相对应的那个横梁的下面，所述的横向丝杠上分别螺纹连接有悬空设置在水平主板上方的悬空螺母座和固定设置在水平主板上的联接下部螺母座，所述的联接下部螺母座通过两个拉压力传感器连接所述的悬空螺母座，其中所述的横向丝杠是通过固定在所述联接下部螺母座上的横向丝杠付(30)而形成与所述的联接下部螺母座螺纹连接，所述的联接下部螺母座上设置有水平位移传感器联接端，所述水平位移传感器联接端上固定连接水平位移传感器探杆的端部，所述的水平位移传感器的主体固定连接在支撑框架中与所述的连接板相对应的那个横梁的下面。

所述的横向导轨机构包括有上下对应设置的上水平垫板和下水平垫板，相对应的固定在上水平垫板和下水平垫板上的上水平导轨和下水平导轨，所述的水平主板两侧的上端面和下端面上分别设置有能够沿所对应的上水平导轨或下水平导轨移动的水平滑块。

所述的水平主板的四个端角上分别固定设置有用于对位于下面的竖向加载运动机构进行导向的上下贯通的纵向导柱套。