[发明专利]地基基础室内土工模型试验的水平循环加载系统及其方法

说明书

本发明公开了一种地基基础室内土工模型试验的水平循环加载系统及其方法，包括门型龙门钢骨架；门型龙门钢骨架上依次间隔设置第一可移动悬挂固定装置、第二可移动悬挂固定装置和第三可移动悬挂固定装置；第一可移动悬挂固定装置与左滑轮连接，第二可移动悬挂固定装置与钢绞线固定卡具相连，第三可移动悬挂固定装置与右滑轮固定连接；靠近左滑轮的钢绞线一端与左配重平衡砝码连接，位于左滑轮和钢绞线固定卡具之间的钢绞线通过橡胶套箍与地基基础上部相似结构模型连接；钢绞线固定卡具和右滑轮之间的钢绞线上安装拉力传感器，靠近右滑轮的所述钢绞线一端与右配重平衡砝码连接；右配重平衡砝码固定于电机驱动装置上。

技术领域

本发明属于水平加载的技术领域，具体涉及一种地基基础室内土工模型试验的水平循环加载系统及其方法。

背景技术

由于波浪、水流和风荷载等的影响，地基基础(如：桩基、地下连续墙)的上部结构需要长期承受水平循环荷载。地基基础在长期的水平循环荷载下会使其周围土体的承载力产生弱化现象，从而影响基础以及上部结构的安全服役。因此，开展地基基础在水平循环荷载下的承载特性研究显得十分必要，而室内土工模型试验正是开展相关研究的重要手段和方式。

目前，针对地基基础的室内水平循环加载，已有相关的装置和方案。但需要注意的是，目前相关的装置原理和操作较为复杂，且较难实现多向水平循环加载和控制频率的加载。因此，发展一种简单、有效的地基基础室内土工模型试验的水平循环加载试验系统十分必要，且将会对地基基础的水平循环受力分析产生巨大的促进作用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种地基基础室内土工模型试验的水平循环加载系统及其方法，以解决或改善上述的问题。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一方面，一种地基基础室内土工模型试验的水平循环加载系统，其包括门型龙门钢骨架；门型龙门钢骨架上依次间隔设置第一可移动悬挂固定装置、第二可移动悬挂固定装置和第三可移动悬挂固定装置；第一可移动悬挂固定装置与左滑轮连接，第二可移动悬挂固定装置与钢绞线固定卡具相连，第三可移动悬挂固定装置与右滑轮固定连接；左滑轮、钢绞线固定卡具和右滑轮之间通过钢绞线依次连接；

靠近左滑轮的钢绞线一端与左配重平衡砝码连接，位于左滑轮和钢绞线固定卡具之间的钢绞线通过橡胶套箍与地基基础上部相似结构模型连接；钢绞线固定卡具和右滑轮之间的钢绞线上安装拉力传感器，靠近右滑轮的所述钢绞线一端与右配重平衡砝码连接；右配重平衡砝码固定于电机驱动装置上。

进一步地，地基基础上部相似结构模型设置于地基基础相似模型上，地基基础相似模型容置于地基填土相似模型材料内，且地基填土相似模型材料均匀分布于模型槽内。

进一步地，钢绞线固定卡具包括固定孔道，钢绞线穿过固定孔道并通过两端的卡塞锚定。

进一步地，固定孔道与第二可移动悬挂固定装置刚接。

进一步地，电机驱动装置包括保护壳，保护壳内开设有呈弧形状的光滑轨道；光滑轨道内设置有驱动右配重平衡砝码上下位移的驱动组件。

进一步地，驱动组件包括可旋转转动的半月转片，半月转片与电机转轴转动连接，用于驱动半月转片旋转；半月转片上的活动孔道与连接杆通过固定螺栓活动连接，通过调整固定螺栓在活动孔道中的位置，调节连接杆与转轴之间的距离；连接杆与位于其上方的活塞铰接；活塞的顶部与支撑杆底部固定连接，支撑杆顶部与用于固定右配重平衡砝码的托盘固定连接。

进一步地，保护壳通过底部稳定支座安装于地面。

一方面，一种地基基础室内土工模型试验的水平循环加载系统的加载方法，包括以下步骤：

S1、加载前，激活钢绞线固定卡具，将右配重平衡砝码固定于托盘中；