[实用新型]一种杠杆式模型桩试验加载系统

说明书

本实用新型涉及一种杠杆式模型桩试验加载系统，该加载系统主要包括加载装置、平衡装置、桩身定位装置三部分。桩身定位装置的固定夹具由两侧螺栓紧固于模型箱上，定位滑轨焊接于固定夹具上。平衡装置包括平衡杠杆以及平衡砝码，通过调节平衡砝码的重量消除加载钢梁自重。加载装置包括加载钢梁、反力架、配重块、传力柱、加载砝码，传立柱与模型桩间放置一合金钢球，通过增加加载钢梁端头的加载砝码重量实现对模型桩的加载。三部分装置构成本实用新型的整体，并按先后步骤发挥作用，可实现桩身定位—平衡—加载的目的。本实用新型可有效提高模型桩加载试验的效率及精确性，从而解决一系列由于试验精确度过低产生的问题。

技术领域

本发明涉及模型试验技术领域，具体是一种杠杆式模型桩试验加载系统。

背景技术

在岩土工程领域中，桩基础的发展对其建设提供了重大作用。随着现代化社会的飞速发展，桩基技术因此有着越来越广泛的应用。现场原位试验虽能准确的揭示不同桩基在不同地层中的工作原理与工作特性，但由于原位试验耗时长，耗费资金高等缺点，并非所有工程项目都得以实现。因此室内小比例尺模型试验作为现场试验的缩影，在揭示不同桩基的工作原理与工作现象方面有着极佳的替代作用，并且室内模型试验能快速高效地对研究对象的本质及其规律作出归纳和总结。室内模型桩试验中，对于模型桩承载力的研究时必不可少的环节，因此针对室内试验中模型桩的加载装置研发有着重要的作用。

现有技术中，如公开号为CN201610431799.9的专利中公开了一种模型桩组合式荷载的室内试验装置，该装置虽可控制模型桩的侧向位移并实现模型桩的加载，但整个装置制备较繁琐存在的影响因素较多，主梁与垫板直接放置于桩端，无法实现从零荷载开始加载的目的，因此对试验结果的准确性存在一定程度的影响。

发明内容

本发明的目的在于解决现有模型桩试验加载装置设计不足的问题，提供一种新型室内模型桩的加载系统。通过加载装置、平衡装置、桩身定位装置三者之间的共同协作，提高模型桩加载试验的精确性。

本发明所采用的技术方案为：

本发明提供一种新型模型桩室内试验加载系统，该系统具体由加载装置、平衡装置、桩身定位装置三部分组成。加载装置包括加载钢梁、反力架、配重块、传力柱、合金钢球、加载砝码，加载钢梁与反力架于一端头采用铰接，另一端头悬挂砝码进行逐级加载，传力柱采用螺栓固定在加载梁上，传立柱与模型桩间放置一合金钢球，保证力垂直施加至桩端，配重块堆载于反力架底部平台位置。平衡装置包括平衡杠杆、平衡砝码，平衡杠杆一端头处利用钢索连接加载钢梁，另一端头悬挂平衡砝码用以消除加载梁及传力柱的自重。桩身定位系统包括固定夹具、定位滑轨，桩身定位装置由螺栓固定于模型箱两端，定位滑轨焊接于固定夹具上。

优选的，所述的一种新型杠杆式模型桩试验加载系统是由三种构造简单、易自制的装置组成的系统。

优选的，所述的一种新型杠杆式模型桩试验加载系统是结合加载装置、平衡装置、桩身定位装置三者的共同作用的系统。

优选的，所述的桩身定位装置可限制模型土填埋过程中桩体侧移，使其保持垂直稳定。

优选的，所述的桩身定位装置中两相互垂直且带有尺寸线的固定夹具可实现对模型桩填埋位置的精确定位。

优选的，所述的桩身定位装置中定位滑轨与模型桩之间的可实现滑动摩擦，在填土至试验要求后，方便模型桩与该装置分离，且对桩体垂直度的影响很小。

优选的，所述的平衡装置可在加载前平衡加载钢梁及传力柱的自重，对模型桩的加载亦可实现从零荷载开始加载的目的。

优选的，所述的加载装置的加载方式为杠杆加载，加载传力柱采用螺栓固定，因此可通过调节加载钢梁上传力柱的位置，从而改变杠杆力臂的长度，实现总加载量的调节。

本发明的设计工作原理：