[发明专利]一种一维水平循环荷载加载装置及其实验方法

摘要

本发明涉及桩基工程研究领域，旨在提供一种一维水平循环荷载加载装置及其实验方法。该种一维水平循环荷载加载装置包括模型槽、加载系统、监测系统，模型槽的内部用于装载填土和装设模型桩，加载系统包括液压伺服作动器、计算机控制系统、反力架、液压千斤顶、定位支架、定位支架导轨，监测系统包括应变片和数据采集系统；该循环荷载加载实验方法，用于通过对模型桩施加水平循环荷载并实时监测，研究模型桩在水平循环荷载作用下的工作特性、承载力弱化情况及对周边土体的影响范围。本发明能通过改变荷载幅值、荷载均值、循环次数、循环频率等条件从而模拟波浪荷载、风暴荷载、地震荷载等一系列一维水平循环荷载。

主权项

一种一维水平循环荷载加载装置，能对埋在填土中的模型桩进行荷载加载实验，其特征在于，所述一维水平循环荷载加载装置包括模型槽、加载系统、监测系统；所述模型槽为顶部开口的长方体箱体结构模型槽，模型槽的底部开有排水口，且排水口内装有滤网；模型槽的内部用于装载填土和装设模型桩；所述加载系统包括液压伺服作动器、计算机控制系统、反力架、液压千斤顶、定位支架、定位支架导轨；所述反力架安装在模型槽的顶部，包括水平反力架、竖向反力架、水平导轨、竖向导轨；所述水平导轨设有两个，分别安装在模型槽垂直于荷载加载方向的对应两个侧面的顶部，且其中一个水平导轨的一端向模型槽外部延伸，用于将反力架移动至模型槽外从而方便进行填土及固结等步骤；所述竖向导轨设有两个，两个竖向导轨的一端通过滑块分别安装在两侧的水平导轨上，使竖向导轨能沿着水平导轨在水平方向移动；所述水平反力架为矩形框结构的反力架，水平反力架矩形框的短边分别通过滑块安装在两侧的竖向导轨上，使水平反力架能沿着竖向导轨进行竖直移动；所述竖向反力架为门字型反力架，竖向反力架的两条竖向支腿分别通过滑块安装在两侧的水平导轨上，使竖向反力架能沿着水平导轨水平移动；所述液压千斤顶安装在竖向反力架上，用于将模型桩压入模型槽的填土中，以及向模型桩的桩顶提供竖向荷载；所述定位支架导轨设有两个，分别安装在两竖向反力架的两条支腿上；所述定位支架为中间带有一对夹钳的矩形框架，定位支架矩形框的短边分别通过滑块安装在两侧的定位支架导轨上，使定位支架能沿着竖向反力架的支腿竖向移动，用于在液压千斤顶压入模型桩时，确定压入位置以及确保桩身的垂直；所述液压伺服作动器通过螺栓固定在水平反力架上，液压伺服作动器的端部用于通过夹钳与模型桩相连，能通过反力架对模型桩施加水平荷载；同时，液压伺服作动器能监测和记录其端部的推力与行进距离，并反馈给计算机控制系统；所述计算机控制系统与液压伺服作动器相连，用于控制液压伺服作动器的启关，以及通过输入不同的荷载参数，来达到对于模型桩的压入与对模型桩进行不同程度的水平加载；同时，计算机控制系统在接收到液压伺服作动器反馈回来的桩顶位移与荷载并进行记录以后，能进行实验终止条件的判定；所述荷载参数包括荷载幅值、荷载均值、频率与频次；所述监测系统包括应变片和数据采集系统；所述应变片用于粘贴在模型桩外侧的受荷载轴线上，并将应变片的导线从模型桩内穿出至数据采集系统；所述数据采集系统能每隔一定的时间自动记录下所连接的应变片的读数，用于读取和记录每一次荷载施加完毕后的应变片读数数据。