[发明专利]一种可实现桩基拉弯耦合的试验装置及方法

摘要

本发明公开了一种可实现桩基拉弯耦合的试验装置及方法，耦合荷载分为水平向和竖直向，竖直向荷载通过竖直放置的液压作动器和反力梁施加于桩基上，水平向荷载通过水平放置的液压作动器施加于桩基上，竖直液压作动器与桩基之间设有可随桩基同步运动、可承受拉力的滑动小车，桩基上设有位移传感器、应变传感器测量桩基的竖直位移、水平位移和桩身变形，液压作动器上设有力传感器测量施加的力。本发明方法简单，在竖直荷载装置与反力梁之间加设可随桩基同步运动的滑动小车系统，使得竖直向荷载不会产生偏移、有效传递竖直向拉、压力，便于检测桩基在拉弯或压弯耦合荷载作用下的真实受力特性和破坏机理。

主权项

1.一种可实现桩基础拉弯耦合的试验装置，包括左右平行间隔设置的反力承台桩(1)、桩基础(2)以及反力桩(3)，在所述的反力承台桩(1)上固定有反力承台(4)，在所述的桩基础(2)下部支柱的侧壁上上下间隔固定有多个应变传感器(17)，所述的应变传感器的布置方式为上密下疏多个应变传感器用于测量桩基础的轴向应变；在所述的桩基础的顶壁上通过竖直支架固定有水平位移传感器(15)，用于测量桩基础顶部的水平位移；在所述的桩基础(2)的顶壁上通过水平支架固定有竖向位移传感器(16)，所述的竖向位移传感器用于测量桩基础(2)的竖向位移；其特征在于：在所述的反力承台(4)上固定有反力墙(5)，所述的反力墙包括横截面为正多边形的外剪力墙，在外剪力墙的内部成十字形连接有内剪力墙，正多边形的边数为偶数且最小为4，最大为10,在所述的外剪力墙侧壁上开有多个锚栓孔；在所述的外剪力墙侧壁和桩基础(2)侧壁之间沿水平方向上下间隔设置有上水平液压作动器(6)和下水平液压作动器(7)，所述的上水平液压作动器的右端与上水平液压作动器力传感器(8)的左端同轴线固定相连，所述的下水平液压作动器的右端与下水平液压作动器力传感器(9)的左端同轴线固定相连，所述的上水平液压作动器力传感器的右端以及下水平液压作动器力传感器(9)的右端分别与一个右侧铰接座(10‑1)的转轴转动相连，两个所述的右侧铰接座固定在桩基础侧壁上，上水平液压作动器和下水平液压作动器的左端分别与一个左侧铰接座(10‑2)的转轴转动相连，两个所述的左侧铰接座固定在外剪力墙侧壁上；在所述的桩基础的顶壁上沿竖直方向设置有一个竖直液压作动器(11)，所述的竖直液压作动器(11)的下端与固定在桩基础(2)顶壁上的顶部铰接座(10‑3)转动相连，在所述的竖直液压作动器顶壁上同轴线固定有一个竖直液压作动器力传感器(12)；一根沿水平方向设置的反力梁(13)的左右两端分别固定在外剪力墙以及反力桩(3)顶壁上，在所述的反力梁上套有滑动小车系统(14)；所述的滑动小车系统(14)包括上下平行间隔设置的梁顶滑动小车(18)和梁底滑动小车(19)，所述的梁顶滑动小车(18)和梁底滑动小车(19)均包括沿水平方向设置的车板(20)，每个车板(20)的四角处分别开有一个锚孔，在梁顶滑动小车的车板下部以及梁底滑动小车的车板上部分别平行设置有一个滚轴板(21)，每一个滚轴板包括多根沿水平方向设置的滚轴，所述的滚轴的轴线方向与反力梁(13)的长度方向的轴线垂直设置；多根所述的滚轴的两端分别转动连接在一根连杆上，两根连杆的两端分别通过弯杆与一个滑轮(22)转动相连，其中梁顶滑动小车(18)的四个滑轮(22)分别钩挂在梁顶滑动小车(18)的车板(20)的顶壁的前后边缘上，梁底滑动小车(19)的四个滑轮钩挂在梁底滑动小车(19)的车板的底壁的前后边缘上；所述的梁顶滑动小车(18)和梁底滑动小车的两个车板彼此上下对应的两个锚孔之间插有一根竖杆，每根所述的竖杆的上下两端分别设置有螺纹，每根竖杆的螺纹端分别与对应设置的车板通过调节螺栓(23)固定连接，其中前部的两根竖杆之间以及后部的两根竖杆之间分别通过斜撑固定相连；两个滚轴板(21)均能够通过滑轮(22)沿车板左右滑动，且两个滚轴板上的滚轴能够分别在反力梁(13)的顶壁和底壁上滑动；在所述的梁底滑动小车(19)的车板(20)底壁上固定有前后间隔设置的两个连接环(24)，在所述的两个连接环之间固定连接有一根连接转轴(25)，所述的竖直液压作动器力传感器(12)的上端与连接转轴(25)转动相连。