[实用新型]一种桩基模型试验用水平与竖向组合加载装置

说明书

本实用新型公开了一种桩基模型试验用水平与竖向组合加载装置，包括由角钢和钢板焊接的模型箱槽；预埋在模型箱内土体中的模型桩；模型箱侧面用于水平加载装置A；模型箱上部用于竖向加载装置B；分别调整水平加载滑轮和用于竖向加载的组合滑轮的位置，根据试验要求在相应的装载构件上放置砝码，实现对模型桩的水平、竖向或组合荷载的加载试验。本实用新型可以同时实现对模型桩地水平和竖向加载，桩顶在发生水平或竖向位移时，能够实现竖向和水平荷载的变化很小可以忽略，可更好地分析桩基在组合荷载作用下的承载性状。

技术领域

本实用新型涉及地基基础工程领域，具体涉及一种桩基模型试验用水平与竖向组合加载装置。

背景技术

随着我国经济社会不断进步，桥梁、高耸建筑物、海上风电及石油钻井平台等蓬勃发展，桩基础因结构简单、承载力高且设计制作成本较低而在工程建设中得到广泛运用，基础在工作期间不仅要承受上部结构物传递的竖向荷载，同时还受到大风、波浪等带来的水平荷载，处于组合受力状态。对于特殊地区(海洋、湖泊等)的基础勘察设计，桩基原位测试成本高且实施难度较大，而室内模型试验对桩基实际承载过程的还原度较高，且成本远低于现场原位承载试验，因此模型试验被广大研究者所采用。

现有的对桩基可以同时施加水平和竖向力的模型试验装置，大多采用杠杆及液压千斤顶等手段来提供竖向力，然而这样的加载方式无法克服连接处较大摩擦力对水平加载所产生的影响，会导致采集的试验数据存在误差，影响模型试验的准确性。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种能够同时对模型桩同时独立施加水平荷载和竖向荷载的室内模型试验装置，该装置能够有效减小因竖向加载产生的摩阻力对水平加载试验结果的影响。

本实用新型是通过下述技术方案来实现的。

一种桩基模型试验用水平与竖向组合加载装置，包括由角钢和钢板焊接的模型箱；预埋在模型箱内土体中的模型桩；模型箱侧面用于水平加载装置A；模型箱上部用于竖向加载装置B；分别调整水平加载滑轮和用于竖向加载的组合滑轮的位置，根据试验要求在相应的装载构件上放置砝码，实现对模型桩的水平、竖向或组合荷载的加载试验。

对于上述技术方案，本实用新型还有进一步优选的方案：

优选的，所述用于水平加载装置A，包括模型箱侧面伸出的两根悬臂梁、两根丝杆、一根横杆以及一个定滑轮；所述悬臂梁即模型箱侧边角钢伸出的部分，悬臂梁上设孔；所述丝杆穿过悬臂梁上预设孔洞通过螺母连接；所述横杆通过孔洞穿接在两根丝杆顶部；所述一号定滑轮穿过一号横梁。

优选的，所述丝杆与悬臂梁的连接螺母可上下调节一号横梁及一号定滑轮的高度；所述一号定滑轮与一号横梁光滑连接，沿水平方向滑轮可移动，滑轮上设有螺纹孔。

优选的，所述用于竖向加载的装置B包括两对丝杆和两根横梁及与之匹配的三号、四号定滑轮，以及桩头连接构件；所述两对丝杆及横梁沿着模型箱中部对称放置。

优选的，所述桩头连接构件包括桩帽、桩帽与桩头的连接螺母以及连接水平加载钢丝绳的环形连接扣；所述的环形连接扣通过钢丝绳绕过一号定滑轮连接在水平装载构件上。

优选的，所述三号、四号滑轮与桩顶的二号滑轮组成竖向加载的滑轮组，钢丝绳一边连接在与地表通过大螺母锚固的U型钢板上，另一边依次穿过四号、二号和三号滑轮后连接在竖向装载构件上。

优选的，所述的水平装载构件和竖向装载构件由一个加载托盘和一根长钢条组成，砝码放置在托盘上；可由铁桶替代装载构件，砝码或其他计重物放置在铁桶中。

本实用新型由于采用以上技术方案，具有以下增益效果：

(1)本实用新型可以实现对模型桩同时或独立施加水平荷载和竖向荷载，因此，利用本发明装置不仅可以进行组合荷载的模型桩基试验研究，还可以进行水平、斜拉以及竖向荷载作用下的模型试验研究。