[实用新型]一种用于CT扫描的水平静力荷载试验装置

说明书

本实用新型涉及一种用于CT扫描的水平静力荷载试验装置，属于岩土工程、地质工程测试技术领域，本水平静力荷载试验装置，包括底座、透明试验箱、伺服电机、传动装置和竖直设置的模型桩，所述透明试验箱内填充有土样，所述透明试验箱的一侧设有竖直设置的透明支柱，所述透明支柱的顶端与所述伺服电机固定连接，所述伺服电机的输出端通过传动装置与所述模型桩的顶端固定连接，所述模型桩的外壁上设有多个应变片，所述透明支柱的侧边上还固定设有数据采集器。本试验装置的有益效果是可以监测模型桩侧土样的水平抗力和模型桩体水平荷载，得到p‑y曲线。可以放置在工业CT转台上进行扫描，观测土样的变形和剪切带的演化。

技术领域

本实用新型属于岩土工程、地质工程测试技术领域，具体涉及一种用于CT扫描的水平静力荷载试验装置。

背景技术

桥梁、港口和高层建筑等结构，常常会受到地震、强风、涌浪和碰撞等水平荷载的作用。在水平荷载作用下，土体受到桩基传递的荷载而产生应力和应变；当水平荷载较大时，土体将产生过大的内力而导致损伤或破坏。

目前的试验研究只是简单的施加水平荷载，几乎没有引入有效的可视化手段来观测土体内部真实的破坏模式，只能根据假设的破坏模型来计算分析。因此，需要借助CT扫描和图像处理这个无损检测技术，对水平受荷桩侧真实的土体剪切带的空间构型进行可视化处理，并得到p-y曲线，才能对已有研究结论做进一步探究和修正。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题提供一种用于CT扫描的水平静力荷载试验装置及方法，通过该装置和试验方法可以测量水平荷载条件下模型桩身的p-y曲线；完成模型桩侧土样剪切带的可视化处理，从而进一步揭示桩-土相互作用的机理。

本实用新型解决上述技术问题的试验装置为：一种用于CT扫描的水平静力荷载试验装置，包括底座、透明试验箱、伺服电机、传动装置和竖直设置的模型桩，所述透明试验箱固定连接在所述底座上，所述透明试验箱内填充有土样，所述透明试验箱的一侧设有竖直设置的透明支柱，所述透明支柱的底端与所述底座固定连接，所述透明支柱的顶端与所述伺服电机固定连接，所述伺服电机的输出端通过传动装置与所述模型桩的顶端固定连接，所述模型桩的底端插入到所述土样中，所述模型桩的外壁上设有多个应变片，所述透明支柱的侧边上还固定设有数据采集器，多个所述应变片与所述数据采集器电连接。

本实用新型的试验装置的有益效果是：本试验装置可以在预先设定加载速度和目标位移后推动模型桩体自行移动，并同时监测模型桩侧土样的水平抗力和模型桩体水平荷载，得到p-y曲线。另外本试验装置结构简单，可以放置在工业CT转台上进行扫描，观测土样的变形和剪切带的演化，从而对水平荷载条件下的桩-土相互作用进行可视化研究。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述传动装置包括丝杆、丝杆螺母、移动板和连杆，所述伺服电机的输出端与所述丝杆的一端固定连接，所述丝杆螺母转动连接在所述丝杆上，所述移动板的一端与所述丝杆螺母的外壁固定连接，所述连杆的一端与所述移动板的侧边可拆卸连接，所述试验箱的顶端侧壁上设有用于所述连杆穿过的缺口，所述连杆的另一端穿过所述缺口后与所述模型桩的顶端固定连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：利于将转动力转换为直线力来施加水平静力荷载，同时传动效果好，不影响装置进行CT扫描。

进一步，所述移动板与所述连杆之间还设有用于检测荷载力的压力传感器，所述压力传感器一侧与所述连杆固定连接，另一侧与所述移动板的侧边固定连接，所述压力传感器与所述数据采集器电连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：用于采集施加的水平静力的大小。

进一步，所述压力传感器为轮辐式压力传感器。

采用上述进一步方案的有益效果是：采集效果更好，安装方便。