[发明专利]一种群斜桩模型及其使用方法

说明书

本发明公开了一种群斜桩模型及其使用方法，使用时，根据群斜桩模型中每根模型桩的倾斜角度要求，将倾角调节装置中的角度转换接头按角度需求设置好，然后将模型桩一端插入倾角调节装置中的嵌固接头并紧固，最后根据每根模型桩的空间方位角度要求调节倾角调节装置与承台固定方向；试验时，直接将荷载作用于承台板表面的加载连接件上即可。本发明提出的群斜桩模型，模型桩倾斜角度以及模型桩空间方位布置可调节，且能够重复使用，有利于群斜桩模型试验研究的开展。

技术领域

本发明涉及一种群斜桩模型及其使用方法。

背景技术

群桩模型试验常用于群桩基础承载特性研究、设计完善。

当前，群桩基础模型，不论是直桩类型还是斜桩类型，模型桩与承台之间的刚性连接均采用焊接方式实现，而焊接方式存在如下缺点：

(1)存在焊接残余应力的影响，使得桩头内力分布与真实情况存在差异；

(2)随着群桩数量的增加，焊接工作量庞大，耗时费力；

(3)群桩间距较小时，焊接难度增加，甚至导致相邻模型桩存在焊接盲区，影响群桩模型整体质量；

(4)制作的群桩模型均为特定要求下的模型，无法二次使用，造成材料浪费。

目前，群桩基础模型试验研究较多的是群直桩承载特性，群斜桩的试验研究非常少，其主要原因在于，群斜桩与承台刚性连接时，需要考虑桩头切口角度问题，加之传统群斜桩模型制作方法存在的缺陷，使得群斜桩制作难度远远大于群直桩，极大地制约了群斜桩模型试验研究的开展。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是针对传统群桩模型，特别是群斜桩模型在制作过程中存在的斜桩角度调节、斜桩与承台刚性连接等关键技术难题，提出一种群斜桩模型，该群斜桩模型能够满足模型桩倾斜角度调节、空间方位调节，以及与承台刚性连接等需求，同时还可重复使用，能够为群斜桩模型试验高效率开展提供了有力保障。本发明的第二目的是提出该群斜桩模型的使用方法。

技术方案：本发明第一方面提供一种群斜桩模型，包括承台和若干模型桩，还包括倾角调节装置；倾角调节装置包括锚固板、角度转换接头和嵌固接头，锚固板上端可拆卸地固定于承台底部；锚固板下端与角度转换接头相连，二者可相对转动并固定；嵌固接头设置在角度转换接头下端，模型桩可拆卸地固定在嵌固接头上。

进一步地，锚固板上开设有锚固板旋转轴螺栓孔，该锚固板旋转轴螺栓孔在锚固板的中线上；在锚固板上围绕锚固板旋转轴螺栓孔还开设有一系列锚固板倾角定位螺栓孔；

角度转换接头上对应开设有转换接头旋转轴螺栓孔和一系列转换接头倾角标记螺栓孔；

锚固板与角度转换接头通过旋转轴螺栓连接；当角度转换接头相对锚固板转动到特定角度时，通过倾角定位螺栓锁定锚固板和角度转换接头。

进一步地，角度转换接头呈U形，锚固板与角度转换接头连接时，锚固板插入角度转换接头的U形槽中。

进一步地，嵌固接头包括嵌固套筒和连接底座，连接底座通过螺栓与角度转换接头连接，嵌固套筒一体连接在连接底座底部；在嵌固套筒上设有单侧开缝，该单侧开缝延伸至连接底座顶部；模型桩插入嵌固套筒中，并通过嵌固接头上的锁紧装置固定。

进一步地，锁紧装置包括两个分别固定于单侧开缝两侧的螺母，以及连接两个螺母的螺纹杆。

进一步地，嵌固套筒高度值与连接底座厚度值相加，至少为模型桩外径1倍以上。

进一步地，锚固板与承台通过承台锚固螺栓连接。

进一步地，承台顶部的加载连接件为“门”形扣件。

本发明第二方面提供一种群斜桩模型的使用方法，包括如下步骤：