[发明专利]一种液化场地桩基复合受力机制模拟装置及其试验方法

权利要求书

1.一种液化场地桩基复合受力机制模拟装置，其特征在于：包括反力架(1)、叠层剪切模型箱(5)、模型箱加载装置、水平循环加载装置、竖向加载装置、饱和土体液化激励装置及钢制外套(12)；

所述反力架(1)的下端固定在钢底板(10)上，所述竖向加载装置设置在反力架(1)内，竖向加载装置的上端与反力架(1)的上横梁滑动连接，竖向加载装置的下端与钢制外套(12)的上端面连接，所述桩帽(9)固定在钢制外套(12)内，桩身(8)埋入至叠层剪切模型箱(5)内，所述叠层剪切模型箱(5)底部固定在饱和土体液化激励装置上，所述饱和土体液化激励装置固定在钢底板(10)上，所述水平循环加载装置与反力架(1)对应的竖梁滑动连接，水平循环加载装置通过钢制外套(12)与桩帽(9)连接，所述模型箱加载装置与反力架(1)相对应的竖梁滑动连接；模型箱加载装置工作时，模型箱加载装置与叠层剪切模型箱(5)相对应的框体可拆卸连接，带动叠层剪切模型箱(5)相对应的框体水平移动；竖向加载装置、水平循环加载装置、模型箱加载装置以及饱和土体液化激励装置分别通过数据线与计算机(15)相连。

2.根据权利要求1所述的一种液化场地桩基复合受力机制模拟装置，其特征在于：所述竖向加载装置包括至少两个竖向加载液压千斤顶(3)或至少两个伺服动态控制系统；所述反力架(1)的上横梁的下端面沿左右方向设有水平滑道，所有所述竖向加载液压千斤顶(3)或伺服动态控制系统的固定端均与水平滑道滑动连接，所有竖向加载液压千斤顶(3)或伺服动态控制系统的加载端均与钢制外套(12)的上端面固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种液化场地桩基复合受力机制模拟装置，其特征在于：所述水平循环加载装置包括水平电磁激振器(4)、连接座(16)及转换接头(13)；所述水平电磁激振器(4)两端分别与连接座(16)和转换接头(13)连接，所述转换接头(13)与钢制外套(12)连接，钢制外套(12)与桩帽(9)连接，所述连接座(16)与设置在反力架(1)相对应立柱上的竖向滑道一滑动连接。

4.根据权利要求1所述的一种液化场地桩基复合受力机制模拟装置，其特征在于：所述模型箱加载装置包括多个水平加载液压千斤顶(2)或多个模型箱电磁激振器；所述多个水平加载液压千斤顶(2)或多个模型箱电磁激振器均水平设置，且多个水平加载液压千斤顶(2)或多个模型箱电磁激振器上下并列设置，反力架(1)与多个水平加载液压千斤顶(2)或多个模型箱电磁激振器相对应的竖梁上设有竖向滑道二，所述多个水平加载液压千斤顶(2)或多个模型箱电磁激振器的固定端与所述竖向滑道二滑动连接；模型箱加载装置工作时，水平加载液压千斤顶(2)或模型箱电磁激振器与叠层剪切模型箱(5)相对应的框体可拆卸连接，通过水平加载液压千斤顶(2)或模型箱电磁激振器带动对应的所述框体水平移动。

5.根据权利要求1所述的一种液化场地桩基复合受力机制模拟装置，其特征在于：所述叠层剪切模型箱(5)包括多个框体和底箱；所述多个框体叠放设置在底箱上，每个框体及底箱四框均由槽钢制作，槽钢内部间距设有加劲肋，相邻两个框体之间以及位于最下层的框体与底箱之间均滚动连接，叠层剪切模型箱(5)的箱底的前后两个外侧面均固定有圆柱形钢立柱，以限制框体在前后方向的位移；各个框体的右端均设有位移传感器，每个框体内四周侧面、底箱的内四周侧面以及内底面均设置有一层橡胶膜。

6.根据权利要求3所述的一种液化场地桩基复合受力机制模拟装置，其特征在于：所述饱和土体液化激励装置包括至少一个横梁(7)、至少两个偏心激振器(6)及至少两个弹簧减震器(11)；两个相邻设置的所述偏心激振器(6)之间固定有一个横梁(7)，每个偏心激振器(6)的上端与叠层剪切模型箱(5)的底箱的下端面固定连接，每个偏心激振器(6)均固定在相对应的弹簧减震器(11)上，所有所述弹簧减震器(11)均固定在钢底板(10)上。