[发明专利]用于土层抗拔基础承载性能测试的自动多功能试验系统及方法

权利要求书

1.一种钢绞线自动夹持机构，其特征在于，包括中空自动加载油缸，中空自动加载油缸包括中空缸筒，中空缸筒内设置中空活塞筒，中空活塞筒的动力输出端与夹持圆盘连接；

夹持圆盘中部开有锥形圆槽，锥形圆槽底部设置环形槽盖，锥形圆槽顶部设置中空套管，中空套管与中空缸筒底部连接，锥形圆槽内设置异形夹块，异形夹块与环形槽盖之间设置锥形压簧，环形槽盖与锥形压簧内圈部位设置中空锥形圆套，异形夹块包括至少两块，异形夹块在与夹持圆盘的相对移动中夹持或张开；钢绞线从上到下依次穿过中空缸筒、中空套管、异形夹块、中空锥形圆套和环形槽盖设置。

2.根据权利要求1所述的一种钢绞线自动夹持机构，其特征在于，所述中空锥形圆套固定在所述环形槽盖内环表面；

进一步地，所述中空套管的外侧中部可设置外伸台阶以与所述的中空缸筒下表面固定；

进一步地，中空锥形圆套外表面与锥形圆槽内表面锥形面倾斜角度一致，共同形成了锥形滑道，可使异形夹块沿锥形滑道上下自由移动。

3.用于土层抗拔基础承载性能测试的自动多功能试验系统，其特征在于，包括：

底部基座，底部基座设有支柱，支柱内底部设置待测抗拔基础模型，该待测抗拔基础模型与钢绞线连接，钢绞线绕过设于支柱顶部轨道横梁的组合式滚轮导向装置与根据权利要求1-2中任一项所述的一种钢绞线自动夹持机构连接，一种钢绞线自动夹持机构带动钢绞线张紧对待测抗拔基础模型进行拉拔，组合式滚轮导向装置用于改变钢绞线的拉拔方向；

所述一种钢绞线自动夹持机构通过爪式环撑中部固定于所述支柱的中下部。

4.根据权利要求3所述的用于土层抗拔基础承载性能测试的自动多功能试验系统，其特征在于，所述支柱顶部设置轨道横梁，轨道横梁前后各有一根，横截面为C字型，轨道横梁横断面中心位置设有可滑动轨道槽，轨道横梁端部与支柱顶部固定连接。

5.根据权利要求4所述的用于土层抗拔基础承载性能测试的自动多功能试验系统，其特征在于，所述组合式滚轮导向装置包括可移动滑轮组和固定滑轮滚 轴，可移动滑轮组由上到下依次设有若干个直径尺寸不同的滑轮，通过连杆进行组合连接，最顶部滑轮设有连轴，连轴端部设有滚轮，滚轮内嵌于轨道横梁C字型横截面内部，可沿轨道横梁的可滑动轨道槽水平轴向自由移动；固定滑轮滚轴与靠近中空自动加载油缸侧支柱的顶部相连；

进一步地，可移动滑轮组数量包含若干组，固定滑轮滚轴轴向中心位置设有多轨道滑轮，可满足多条钢绞线同时绕过；

进一步地，在轨道横梁上设置用于固定可移动滑轮组的挡销。

6.根据权利要求3所述的用于土层抗拔基础承载性能测试的自动多功能试验系统，其特征在于，所述的中空自动加载油缸内壁安装有油压传感器，所述的夹持圆盘处安装有位移传感器，所述的待测抗拔基础模型和/或钢绞线表面安装有应变传感器，油压传感器、位移传感器和应变传感器分别与控制器相连。

7.根据权利要求3所述的用于土层抗拔基础承载性能测试的自动多功能试验系统，其特征在于，所述支柱可为四根，四根支柱底部对称固定于底部基座上表面四个边角处；

在远离中空自动加载油缸侧支柱顶部设置H型连梁，H型连梁两端部上下两端分别设有外伸翼缘，并通过该外伸翼缘与立柱相连。

8.根据权利要求3所述的用于土层抗拔基础承载性能测试的自动多功能试验系统，其特征在于，在所述支柱的中下部的两侧设有可视化面框，可视化面框沿框内表面嵌有高强玻璃，且可视化面框底部内侧及顶部内侧外伸翼缘处设有等间距锯齿状开口，锯齿状开口内设置间隔挡板，两块间隔挡板分别设于所述待测抗拔基础模型的两侧，以与可视化面框形成模型试验箱。

9.根据权利要求4所述的用于土层抗拔基础承载性能测试的自动多功能试验系统，其特征在于，所述的爪式环撑为圆环状，端部设有U型爪式翼缘，可通过高强螺栓固定于立柱中下侧。

10.土层抗拔基础承载性能测试的测试方法，其特征在于，采用根据权利要求3-9中任一项所述的用于土层抗拔基础承载性能测试的自动多功能试验系统，具体步骤如下：

1)根据试验要求将间隔挡板插入可视化面框内侧顶、底部锯齿状开口处，与前后可视化面框和高强玻璃形成模型试验箱；

2)在模型试验箱中填入适量的土方，并根据设计埋深大小埋设安装待测抗拔基础模型，保证待测抗拔基础模型与钢绞线相连接；

3)根据待测抗拔基础模型所受斜拉荷载作用角度，调整可移动滑轮组位置，并利用挡销固定；

4)将与待测抗拔基础模型相连的钢绞线依次穿过可移动滑轮组与固定滑轮滚轴，伸入中空自动加载油缸内部；

5)与中空自动加载油缸相连的出油管开始出油，确保钢绞线能顺利穿过夹持圆盘；

6)与中空自动加载油缸相连的进油管开始进油，确保钢绞线能被夹持圆盘夹住；当待测抗拔基础模型承受拉力达到待测模型极限承载力的5％时，停止加载，系统处于稳压状态；

7)按每级荷载为5KN的梯度进行循环荷载或单纯加卸载，直至待测抗拔基础模型从土体中完全拔出破坏；记录待测抗拔基础模型所受荷载大小、角度及拉拔位移等数据，得到模型对应荷载-位移曲线；

8)与中空自动加载油缸相连的出油管开始出油，夹持圆盘自动张开，松开钢绞线；

9)移走模型试验箱内的土体、待测抗拔基础模型及钢绞线等，本次抗拔基础承载性能测试试验结束，可进行下一个工作循环。