[发明专利]一种单桩竖向静载试验反力装置及施加方法

权利要求书

1.一种单桩竖向静载试验反力装置，其特征是：所述的装置包括反力架、支墩、盛砂盘、传力柱、动力源和控制器，反力架固定安装在支墩上方，反力架上安装有盛砂盘，传力柱安装在反力架内，反力架内设有励磁线圈，传力柱上绕制有感应线圈，动力源给励磁线圈和感应线圈提供电源，控制器与动力源连接，控制动力源工作。

2.根据权利要求1所述的单桩竖向静载试验反力装置，其特征是：所述的反力架包括：反力筒、励磁线圈、肋板、反力梁、垫板、锚头、卡板，反力筒固定安装在反力梁上，反力梁与反力筒之间固定设置有肋板，肋板外侧端头位置处固定安装有卡板，反力梁外侧端上设置有锚头，反力梁两侧设置有垫板，励磁线圈安装在反力筒内，励磁线圈的输入接头和输出接头分别通过连接电缆与动力源连接，形成电流回路。

3.根据权利要求1所述的单桩竖向静载试验反力装置，其特征是：所述的支墩包括：螺柱、立柱、加固板、底座和锚孔，立柱固定安装在底座上，螺柱固定设置在立柱上方，立柱与底座之间设置有加固板，底座上开设有锚孔。

4.根据权利要求1所述的单桩竖向静载试验反力装置，其特征是：所述的反力架通过螺帽固定安装在支墩顶部。

5.根据权利要求1所述的单桩竖向静载试验反力装置，其特征是：所述的盛砂盘为四个大小相同的扇形容器，每个扇形容器的扇形角为90°。

6.根据权利要求1所述的单桩竖向静载试验反力装置，其特征是：所述的传力柱包括：柱体、感应线圈和锚盘，感应线圈绕制在柱体外侧，柱体下方固定设置有锚盘，锚盘上开设有用于与受检桩连接的锚洞。

7.根据权利要求1所述的单桩竖向静载试验反力装置，其特征是：所述的反力筒内径大于传力柱直径，所述的传力柱的直径为0.8m～1.2m之间。

8.根据权利要求1所述的单桩竖向静载试验反力装置，其特征是：所述的励磁线圈的直径比感应线圈的直径大100mm～200mm，所述的励磁线圈的高度为感应线圈的高度的5倍以上。

9.根据权利要求1所述的单桩竖向静载试验反力装置，其特征是：所述的动力源包括直流发电机和直流变压器，控制器采用计算机或PLC，直流发电机通过连接电缆与励磁线圈连接，计算机通过连接电缆与直流发电机连接，直流发电机通过连接电缆与直流变压器连接，直流变压器通过连接电缆与感应线圈连接，直流变压器通过连接电缆与计算机连接，通过计算机控制直流发电机和直流变压器工作，直流发电机为励磁线圈提供电源，直流发电机通过直流变压器为感应线圈提供电源。

10.一种单桩竖向静载试验反力施加方法，其特征是：所述的方法包括下述步骤：

S1、准备工作：根据试验最大荷载选用合适的直流发电机、励磁线圈以及感应线圈的直径和匝数，选择是否需要盛砂盘以及装入砂石量；架设、整平装置；连接并检查装置各部件，确保各部件能正常工作；

S2、计算励磁线圈磁感应强度B：励磁线圈采用长直通电螺旋线管，根据直流发电机所提供的直流电大小I、真空磁导率μ、励磁线圈匝数N，采用电磁感应原理（B=μ*N*I）计算出励磁线圈内部的磁感应强度B；

S3、反算感应线圈所需电流I'：根据试验最大荷载以及荷载分级标准，计算出第一级荷载，再结合步骤S2计算出的磁感应强度B以及感应线圈的总长度L采用安倍力计算公式（F=B*I*L）反算出第一级荷载下感应线圈中所需的电流大小I'；

S4、荷载施加：通过控制器控制直流变压器，向感应线圈中输入步骤S3反算出的I'大小的直流电，该直流电在感应线圈中同样产生一个磁场，根据试验目的不同（抗压或抗拔）通过不同的电流传输方向来控制感应线圈带动传力柱向下或向上运动，进而实现传力柱向受检桩施加压力或上拔力的目的；

S5、分级加载：增加荷载，重复步骤S3和步骤S4，直至试验结束。