CN1032397A - 动测地基承载力装置 - Google Patents

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孙建生
王余庆
邹敏
周振寿
丁亚萍
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Abstract

一种动测地基承载力装置，它是由质量块(1)和 (3)，同它们之间的支撑弹簧(2)，与地基组成为一个 两自由度系统的振动体系。在动力输出激振器(6)的 作用下，发生振动。当改变各种激振参数时，会由量 测系统(8)和(9)获得该振动系统的不同动态反应数 据，经过计算整理，可求得地基承载力。该装置将取 代常规采用的复杂的静荷载试验法，可免去大量堆载 材料的运输和反复加、卸载等烦琐工作。从而大幅度 地提高工效及降低成本。

Description

一种动测地基承载力，特别是测定复合地基承载力的装置，是为在土木建筑工程领域中，进行地基静、动力参数评价而设计的。
本发明是现有用静荷载试验来确定动力基础可能反应的逆过程及发展。
当前国内外确定地基承载力常用的方法为用标贯击数换算法，常带有很大的不确定性，且当被测定地基为复合地基时，无法采用。采用静荷载试验法，不仅费工（八人以上）、费时（三天至半月），而且需要压重材料（几十吨或几百吨甚至上千吨）。这些材料的运输、装卸，造成工期加长、试验成本增加，从而限制了在施工工程中的应用。本发明的任务是在确定天然地基或复合地基承载力时，用动力试验法取代现有复杂的静荷试验法，以便降低试验成本，缩短试验周期。使多数工程都能得到应用，而且避免设计工作中的盲目性。
解决任务的方案是：设置振动系统，其中由金属或其它板组成的质量块（1）、（3），每块至少加工有两个定位孔（5）以相应的螺栓（7）进行定位及固定。两质量块之间安装支撑弹簧（2），设计弹簧的参数应与待确定的地基刚度相匹配，弹簧的定位依靠质量块上加工的止推座圈（4）。质量块（3）或（1）上放置动力输出激振器（6）。该振体与地基形成一个两自由度系统的振动体系。该系统所包括的质量块（1）和（3）的质量m1、m2，支撑弹簧（2）的刚度，动力输出激振器的频率、振幅，应皆是可以调整的。此外，该系统还可以由质量块（1）、动力输出激振器（6）与地基形成一个单自由度系统的振动体系。由此，与量测系统（8）、（9）共同组成两种以上的动测方案。
该装置在动力输出激振器（6）的作用下，向地基施加动力荷载，可以用改变激振频率的方法求得装置在地基上的共振频率;可以用改变激振力振幅的方法予测土体刚度非线性性质的影响;可用调整振体本身刚度及质量的方法估计土体参振质量的影响，从而运用振动理论求出地基动刚度，如果我们在现场利用该装置进行的动测试验结果与在同一地基条件下的静荷载试验结果进行对比，即获得地基动刚度与静刚度的相关关系，进而获得动刚度和静刚度与地基承载力之间的相关关系。即可用测得的动刚度求出被测地基的承载力。该装置完成一项试验工作，操作人员只需两人，仅费工两小时左右，与静荷载试验相比，提高工效百倍以上。
图1：现有静荷载试验装置示意图，其中1-支撑纵梁，2-千斤顶，3-支撑横梁，4-压重材料。
图2：本发明装置正视图，其中1-质量块m1，2-支撑弹簧，3-质量块m2，4-止推座圈，5-板面定位孔，6-动力输出激振器，7-固定（定位）螺栓，8-量测拾振器，9-量测记录台，10-操作手柄。
图2描述了一种动测地基承载力装置，其中质量块m1、m2皆是用16～20mm厚的铁板并成的。每片板中加工有四个定位孔（5），用四个螺栓（7）定位及固定。增减铁板片数从而调整质量块m1、m2的数值。铁板常呈园形或正方形，其面积根据需要可取0.25～5m2之间。本实例采用正方形板，其面积为0.5m2。在质量块（1）的上部铁板上和质量块（3）下部铁板上各焊有对称且均匀分布的16个止推座圈（4）以便安装支撑弹簧（2），为匹配地基刚度，选择弹簧一组为16个，设计两组弹簧，刚度分别为80kg/mm和100kg/mm。为组装方面，组成质量块（1）和（3）的每块铁板的边缘上，要求对称焊接操作手柄（10）。该振动系统构造型式简单，体轻且为可拆卸式，制造工艺简而易行，造价低廉。

Claims (4)

1、一种动测地基承载力装置，其特征在于它是由振动系统的质量块(1)、(3)、支撑弹簧盖(2)、动力输出激振器(6)和量测系统(8)、(9)所组成的。
2、根据权利要求1所述装置，其特征在于所述的质量块（1）、（3），可以是不同数量的金属板组成的，板上加工有至少两个定位孔（5）与螺栓（7）相应配合，便于组合定位及固定为刚体。
3、根据权利要求1所述装置，其特征在于所述的支撑弹簧（2），应是安装在质量块（1）与（3）之间，由质量块板面上的止推座圈（4）定位，设计弹簧的参数至少能组成两种不同的弹簧刚度。
4、根据权利要求1所述装置，其特征是可以由质量块（1）、动力输出激振器（6）与地基形成一个单自由度振动体系的方案。
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