[实用新型]一种利用杠杆原理的竖向静载荷试验装置

说明书

本实用新型公开了一种利用杠杆原理的竖向静载荷试验装置，包括模型箱和加载装置，本装置相较于伺服电机作为加载动力，大幅的节省采购成本、维护成本；与伺服电机相比能够真正做到恒荷加载，在高精度实验中能够获得更为精准的试验数据；其原理简单、操作简单、节省人力；可多次重复用于恒荷加载试验；导向装置的加入避免了传统加载易出现的偏心加载，保证了试验的可靠性。

技术领域

本实用新型属于海洋工程技术领域，具体来说涉及一种利用杠杆原理的竖向静载荷试验装置。

背景技术

随着我国海洋战略的不断推进，海洋工程方兴未艾。海上平台的建立都需要海上桩基提供承载支撑，目前关于我国海上桩基的研究正在如火如荼的进行中。受限于规模场地、资金限制，海上桩基的模型实验都采用小比尺实验进行模拟加载。对桩基进行竖向静载荷实验是一种常普遍且非常重要的实验，用以探究桩基的荷载-位移曲线、应力-应变曲线等。竖向静压桩加载实验时大多选取伺服电机作为动力源开展试验。在采用伺服电机作为动力加载装置开展实验时，存在以下问题：1)高精度伺服电机加载装置费用过高、维护困难、使用不方便；2)由于电机讯号不稳定，伺服电机恒荷加载时易出现力的波动，难以达到恒荷加载的实验目的；3)伺服电机加载时没有导向装置，易造成偏心加载。针对以上问题，本文提出一种利用杠杆原理的竖向静载荷试验装置，能够在控制成本、节省科研经费的前提下，达到桩基竖向稳定加载的目的。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种利用杠杆原理的竖向静载荷试验装置，为桩基模型试验提供更加稳定的定荷。相较于目前被普遍采用的伺服电机，其具有成本低廉、施力稳定的优点，能够以较低的试验成本，取得更加精确的试验效果和试验数据。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种利用杠杆原理的竖向静载荷试验装置，包括模型箱和加载装置；

所述模型箱上部开口，在其上端边沿处设置有导轨；

所述加载装置包括滑动支撑件、横梁、导向筒、销轴固定座、销轴、加载臂、滑动套、牛眼轮和传力柱；

所述滑动支撑件固定设置于所述横梁的两端，所述滑动支撑件放置于所述模型箱相对的两条导轨上，并可沿其滑动，以调整横梁的位置；所述横梁中部为镂空，镂空的两侧形成有滑道，所述滑道上安装有若干数量可沿滑道滑动的所述导向筒，在其中一个所述滑动支撑件上安装有销轴，所述加载臂的一端与所述销轴铰接，所述加载臂上设置有可沿其滑动的滑动套，所述滑动套下端连接牛眼轮，所述传力柱在使用时放置于所述导向筒内上端接触牛眼轮，下端接触模型桩，起到传力的作用。

在上述技术方案中，所述模型箱由四周的四块挡板和底部的底板组合而成，所述导轨设置于四块挡板的上边沿处。

在上述技术方案中，所述模型箱的四块挡板呈正方形，其边长为1-1.5m，厚度为10-20mm。

在上述技术方案中，在所述模型箱的四块挡板外侧设置有加强筋。

在上述技术方案中，所述加载臂的长度为1.8-2.2m。

在上述技术方案中，在其中一个所述滑动支撑件上设置有2个销轴固定座，所述销轴安装于2个销轴固定座之间。

在上述技术方案中，所述加载装置还包括砝码，砝码通过挂钩固定于所述加载臂的自由端。

本实用新型的优点和有益效果为：

1)经济性：相较于伺服电机作为加载动力，大幅的节省采购成本、维护成本；

2)稳定性：与伺服电机相比能够真正做到恒荷加载，在高精度实验中能够获得更为精准的试验数据；

3)便利性：本方案试验原理简单、操作简单、节省人力；

4)重复性：本方案可多次重复用于恒荷加载试验；