[发明专利]一种地震荷载下重力式锚碇稳定性研究的模型试验系统及方法

摘要

本发明公开了一种模拟地震荷载下重力式锚碇稳定性研究的试验系统及方法，包括锚碇系统、荷载系统、量测系统；锚碇系统由试验箱、相似岩土层、锚碇体、钢绞线构成，荷载系统包括静力荷载系统和动力荷载系统，静力荷载系统由砝码、门式加载架、滑轮、钢绞线构成，动力荷载系统由振动台、木板、海绵构成，量测系统包括，精密测力计、角度侧量器、微型压力盒、激光测距仪、声波测振仪。本系统具体操作包括以下步骤：制作试验模型、布置监测系统，加载试验模型、调试监测系统，模型试验测试与数据记录。本发明可以实现对不同锚碇试验原型的模拟，简单有效的仿真模拟了地震荷载作用下锚碇体的动态响应变化，实现在动荷载的加载过程中对锚碇体以及其周边岩土体的内力、位移以及振动速度等动力响应数据的动态量测。

主权项

1.一种模拟地震荷载作用下重力式锚碇稳定性研究的模型试验系统，其特征在于：该系统包括：锚碇系统、荷载系统以及量测系统；其中，所述锚碇系统由试验箱（6）、相似岩土层（5）、锚碇体（4）构成，分别用于模拟实际桥梁重力式锚碇结构、主缆绳以及其周围岩土层；所述荷载系统包括静力荷载系统和动力荷载系统，静力荷载系统由砝码（11）、门式加载架（10）、滑轮（9）、钢绞线（8）构成，砝码（11）用于提供锚碇体（4）的自重应力以及主缆绳的拉应力，门式加载架（10）通过滑轮转向支点将锚拉力作用在锚碇结构上，相当于拉索桥的塔墩，两根钢绞线（8）相当于设置于大桥两侧的锚索；动力荷载系统由振动台（1）、木板、海绵（2）构成，振动台（1）用于模拟提供不同等级的地震荷载，木板用以承振动台（1）和试验箱（6），海绵（2）粘贴于试验箱内侧用以吸收边界反射地震波；所述量测系统包括，精密测力计（7）、角度侧量器、微型压力盒（13）、激光测距仪、声波测振仪，精密测力计（7）串联在钢绞线（8）上用于直接测量主缆绳的拉应力，角度测量器用于测量缆绳斜拉角度，微型压力盒（13）预先埋置在锚碇体（4）的岩土层中于测定加载过程中岩土压力的变化，激光测距仪瞄准锚碇体边界用以测量锚碇体的位移和周边岩土体的位移，声波测振仪振动传感器（3）安装在锚碇体表面用以测量激震波的传播速度并与测振仪相连；其中，门式加载架（10）安装在基座（12）上，钢绞线（8）绕过滑轮（9）后与砝码（11）连接；锚碇体（4）根据相似比参考锚锭原型在岩土层中的空间位置，确定其在相似岩土层中的空间位置进行开挖浇筑。