[实用新型]可任意角度拉拔的桶形基础模型试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种试验装置，尤其涉及一种可任意角度拉拔的桶形基础模型试验装置， 属于海洋岩土工程领域。

背景技术

桶形基础90年代首次应用于挪威北海平台，而后得到了广泛的应用和研究。为了探究桶 形基础与土的相互作用机理及其极限承载力，需要对桶形基础进行模型加载试验并采集相关 数据。桶形基础在实际情况下，受力比较复杂，合力方向一般与水平面成一定角度，这就要 求在模型试验中可以对基础施加任意角度的拉拔荷载。现有的试验装置只能施加水平荷载和 竖向荷载，对于倾斜拉拔荷载的施加一般是利用力的平行四边形法则，通过水平与竖直方向 力的合成来进行，这样对于不同角度的拉拔加载既难以控制也不方便进行，况且现有试验装 置无实时数据采集设备，因此研究能够直接对桶形基础模型进行任意角度拉拔和实时数据采 集的试验装置具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有试验装置只能水平或竖直方向施加荷载的缺陷，提供一种 结构形式简单，传力明确，精确度高的可任意角度拉拔的桶形基础模型试验装置。通过该装 置可以对桶形基础模型进行任意角度的直接快速准确的拉拔，同时可以实现对桶形基础模型 位移和力的实时采集。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种可任意角度拉拔的桶形基础模型试验装置，包括一个滑道、刻度盘和加载钢丝绳， 所述的滑道安装在支架I上；在滑道的顶面设有导轨，在所述的导轨上设有刻度盘，所述的 刻度盘通过导轨沿着滑道来回滑动；所述的加载钢丝绳的一端为自由端，另一端依次穿过刻 度盘的圆心、刻度盘刻度线的末端与一个加载砝码相连。

刻度盘的圆心处装有用于定位加载钢丝绳初始位置的定位卡I，在刻度盘每条刻度线的末 端均安装有用于定位加载钢丝绳终端方向的定位卡II。

所述的刻度盘其背面通过加固杆件与加固板焊接。

所述试验装置还包括支架II、滑轮，所述支架II的顶端杆件成折形，杆件的端部安装一 个滑轮，加载钢丝绳绕过滑轮连接一个加载砝码。

所述的顶端杆件与水平方向成一定角度，且顶端杆件绕其下的支撑杆360度旋转。

所述的试验装置还包括量测设备，所述的量测设备包括力传感器和激光位移传感器；所 述的力传感器连接在加载钢丝绳上，用于实时监测拉拔荷载的大小；所述的激光位移传感器 与加载砝码竖直对正，用于量测桶型基础模型的位移。

所述的量测设备均通过导线与数据采集仪相连。

所述的滑道为可左右拉伸调节的伸缩滑道，所述的支架I、支架II为上下高度可调的伸 缩支架；

所述的支架I、II的底部均设有支架底座，底座下设有滚轮，底座的制动通过制动卡来实 现。

上述装置的试验方法如下：

步骤1.将桶形基础模型贯入或埋入到装有试验土模型箱的设计深度，通过移动支架I将 试验装置置于模型箱上的某一位置，调节伸缩滑道的长度和与其相连的支架I的高度，同时 调整刻度盘的位置，使试验装置适应模型箱的大小，使刻度盘与桶形基础模型的加载点在同 一平面；

步骤2确定拉拔角度，将加载钢丝绳的自由端固定在桶形基础模型的加载点上，另一端 穿过刻度盘圆心处的定位卡I的定位圈，用于定位加载钢丝绳的初始位置，接着使加载钢丝 绳沿确定的角度刻度线穿过固定在刻度盘末端定位孔上的另一定位卡II的定位圈，用于定位 加载钢丝绳的终了位置，继续调整试验装置的高度及刻度盘的位置，使加载钢丝绳作用的桶 形基础模型的加载点，圆心处的角度起始点，角度刻度线末端的角度终点刚好在一条直线上；

步骤3调整支架II及其顶端滑轮到合理位置之后，加载钢丝绳绕过支架II顶端的滑轮， 另一端放置加载砝码即可实现拉拔。

拉拔过程中，数据采集仪将力传感器和激光位移传感器监测到的荷载信息与桶型基础模 型的位移数据实时采集下来。

本实用新型的有益效果如下：