[发明专利]适用于桩土相互作用试验的可拆卸混凝土配重块的试验装置及其制造方法

说明书

本发明提供一种适用于桩土相互作用试验的可拆卸混凝土配重块的试验装置及其制造方法，包括由多个面板围合形成的方形模块，所述方形模块中心固定有置于方形模板内部的管体，所述管体下端封闭，本发明的实验成型模块能够方便制成可拆卸混凝土配重块，混凝土配重块中部具有插槽能够在多根同比例的缩尺模型桩进行桩土相互作用试验过程中进行该混凝土配重块安装，当换为其他同比例的模型桩进行试验时，可将该混凝土配重块从原模型桩上拆卸下来并安装在新模型桩上，使混凝土配重块得到重复的利用，降低实验成本，避免物料浪费。

技术领域

本发明涉及一种适用于桩土相互作用试验的可拆卸混凝土配重块的试验装置及其制造方法。

背景技术

目前，用于开展桩土相互作用等研究的模拟振动台试验是研究工程抗震能力与破坏机理的重要手段之一，倍受国内外学术界及工程领域的关注。但是，限于振动台的有效承载能力，大型结构只能以缩尺模型进行试验。因此，为使模型试验能够尽可能真实地反映原型的动力性状，必须考虑模型与原型之间的物理相似性，这就涉及各物理量的相似比取值问题。长期以来，基于Bockinghamπ定理建立的人工质量相似律一度在工程模型振动台试验中广泛应用并延用至今。考虑到在进行地震模拟振动台试验时，由于模型和原型都处在同一引力场中，因此重力加速度是相等的。受该约束条件限制，模型相似率的完全满足就变得相当困难，一般可以通过附加配重的方法来满足重力加速度的相似，使重力效应和惯性效应的不足得到补偿。进而问题的关键就转变为如何将配重块固定在模型桩上，其中一种思路是考虑将模型桩的主筋往混凝土配重块中延伸，且配重块里也进行一定的配筋。该方法虽然能将配重块和模型桩很好地固定在一起，但是如果有多根相同比例的缩尺模型桩，则每根模型桩都需要用该方法连接配重块，造成浪费。在采用缩尺桩的桩土相互作用试验中都会面临这种问题，因此有必要考虑采用经济合理的混凝土配重块试验装置来对模型桩进行自重补偿。

发明内容

本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是现有的开展桩土相互作用等研究的模拟振动台试验中配重块需要重复制造模型。

本发明的具体实施方案是：一种适用于桩土相互作用试验的可拆卸混凝土配重块的试验装置，其特征在于，包括由多个面板围合形成的方形模块，所述方形模块中心固定有置于方形模板内部的管体，所述管体下端封闭。

进一步的，所述方形模块包括上模板及下模板，所述上模板及下模板之间固定有围合形成的矩状侧板，管体的上端与上模板平齐。

进一步的，所述管体的材料为PVC。

进一步的，所述管体内填充有沙土。

本发明还包括一种制造如上所述的适用于桩土相互作用试验的可拆卸混凝土配重块试验装置的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

（1）在浇筑混凝土的方形模块顶部正中间处插入一根内径与模型桩直径相等的管体，管体不穿透方形模块，即管体上水平面与上模板顶面平齐且长度短于侧模板高度。

（2）为防止管体在混凝土浇筑过程中被压坏，于管体中用沙子填满并压实。

（3）在方形模块内部及管体外部浇筑混凝土，制成扣除一段圆柱体的长方体混凝土配重块。

（4）待混凝土养护完成后，拆除方形模块并将沙子倒出或挖出，可拆卸混凝土配重块制作完成。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的实验成型模块能够方便制成可拆卸混凝土配重块，混凝土配重块中部具有插槽能够在多根同比例的缩尺模型桩进行桩土相互作用试验过程中进行该混凝土配重块安装，当换为其他同比例的模型桩进行试验时，可将该混凝土配重块从原模型桩上拆卸下来并安装在新模型桩上，使混凝土配重块得到重复的利用，降低实验成本避免物料浪费。

附图说明

图1 可拆卸混凝土配重块结构示意图；