[发明专利]一种模拟锚桩系统多向耦合循环加载的试验装置

权利要求书

1.一种模拟锚桩系统多向耦合循环加载的试验装置，其特征在于，所述的试验装置包括埋在模型箱(1)内的模型桩(2)、反力架(3)、静力平衡单元(4)、动力循环单元(5)、直径导轨(6)、平衡配重拉线(8)、水平加载拉线(9)和斜向加载拉线(10)；所述的反力架(3)安装在模型箱(1)的顶部；所述的直径导轨(6)通过水平横梁安装在反力架(3)的顶部；所述的反力架(3)和直径导轨(6)上均设有用于固定拉线的滑轮(7)；所述的平衡配重拉线(8)一端与静力平衡单元(4)相连，另一端与动力循环单元(5)或模型桩(2)相连；

所述的平衡配重拉线(8)与动力循环单元(5)相连，用于平衡动力循环单元(5)的重力；所述的平衡配重拉线(8)与模型桩(2)相连，用于为模型桩(2)提供竖向静力荷载或斜向静力荷载；

所述的静力平衡单元(4)还通过水平加载拉线(9)与模型桩(2)相连，用于为模型桩(2)提供水平荷载；

所述的静力平衡单元(4)包括平衡配重砝码(402)；所述的平衡配重拉线(8)一端与平衡配重砝码(402)相连，另一端与动力循环单元(5)或模型桩(2)相连，与动力循环单元(5)相连用于平衡动力循环单元(5)的重力，与模型桩(2)相连用于为模型桩(2)提供竖向或斜向静力荷载；

所述的动力循环单元(5)通过斜向加载拉线(10)与模型桩(2)相连，用于为模型桩(2)提供循环荷载；

所述的动力循环单元(5)包括与反力架(3)铰接的动力设备支架(502)、安装在动力设备支架(502)上的调速电机(501)、与调速电机(501)的转轴相连的传动装置(503)、与传动装置(503)相连的水平旋臂(504)、分别安装在水平旋臂(504)两端的循环荷载砝码(505)和平衡摆锤(506)；所述的动力循环单元(5)通过改变调速电机(501)的转速来控制循环荷载的频率；所述的斜向加载拉线(10)一端与动力设备支架(502)相连，另一端与模型桩(2)相连，所述的动力循环单元(5)通过调节调速电机(501)的旋转速度和平衡摆锤(505)的位置、改变循环荷载砝码(505)和平衡配重砝码(402)的重量，可以实现动力循环荷载连续精确变化。

2.根据权利要求1所述的一种模拟锚桩系统多向耦合循环加载的试验装置，其特征在于，所述的反力架(3)包括安装在模型箱(1)顶部的竖向框架(302)、用于加固竖向框架(302)的底部横梁(301)和顶部横梁(303)以及两根固定角钢(304)；所述的模型桩(2)安装在两根固定角钢(304)之间，并沿竖向运动；所述的直径导轨(6)通过水平横梁与顶部横梁(303)固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种模拟锚桩系统多向耦合循环加载的试验装置，其特征在于，所述的固定角钢(304)上设有位移监测传感器，该传感器包括竖向位移监测传感器和水平向位移监测传感器。

4.根据权利要求2所述的一种模拟锚桩系统多向耦合循环加载的试验装置，其特征在于，所述的滑轮(7)包括安装在底部横梁(301)上的第一滑轮(701)、第二滑轮(702)以及安装在直径导轨(6)上的用于固定平衡配重拉线(8)的第一组滑轮(703)和用于固定斜向加载拉线(10)的第二组滑轮(704)；所述的第一滑轮(701)和第二滑轮(702)均与底部横梁(301)固定连接；所述的第一组滑轮(703)和第二组滑轮(704)在直径导轨(6)上滑动到试验所需位置时通过螺栓固定在直径导轨(6)上。

5.根据权利要求4所述的一种模拟锚桩系统多向耦合循环加载的试验装置，其特征在于，安装有第一滑轮(701)和第二滑轮(702)的两根底部横梁(301)与竖向框架(302)滑动连接，滑动到试验所需位置时通过螺栓固定在竖向框架(302)上；与水平横梁相连的两根顶部横梁(303)与竖向框架(302)滑动连接，滑动到试验所需位置时通过螺栓固定在竖向框架(302)上。