CN109403396A - 一种桩基模型试验用水平与上拔组合加载装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桩基模型试验用水平与上拔组合加载装置及方法，包括预先埋设在模型槽内土体中的模型桩；模型槽侧面设有三角支撑架A、上方设反力梁C；所述模型桩上部设桩头连接构件B，桩头连接构件B通过钢丝绳分别绕过三角支撑架A的水平加载定滑轮和反力梁C的上拔组合滑轮，并连接到定滑轮下的装载构件；调整水平加载定滑轮和上拔组合滑轮的位置，根据试验需要在对应装载构件上放置砝码，实现对模型桩的径向、轴向或两个方向组合的加载试验。本发明能够对模型桩同时独立施加水平荷载和上拔荷载，桩顶发生水平位移以及竖向位移时能够实现上拔和水平荷载的变化很小可以忽略，以更好的分析模型桩在上拔和水平向组合荷载下的承载性状。

Description

一种桩基模型试验用水平与上拔组合加载装置及方法

技术领域

本发明涉及岩土工程地基基础领域，具体涉及一种桩基模型试验用水平与上拔组合加载装置及方法。

背景技术

抗拔桩作为抗拔基础的一种主要形式，由于其承载能力强和性价比高等优点，被广泛应用于地下建(构)筑物基础、输电和通信线路杆塔基础、高耸结构物基础、海上石油钻井平台基础以及桩静载荷试验、索道桥和斜拉桥的锚桩基础等。近些年，随着我国城市化的快速推进，城市用地越来越紧张，这促使众多建(构)筑物向更深的地下空间发展。相应地，将有更多的基础承受越来越大的上拔荷载作用，故对抗拔桩的研究也受到越来越多的重视。目前为止，已有众多国内外学者采用理论分析和模型试验等方法对抗拔桩进行了大量研究，取得了一定的成果。但是，对抗拔桩的研究大多仍停留在经验性的基础上，未进行系统和深入的机理研究，其研究成果仍不完善，当前对抗拔桩的设计方法仍主要借鉴抗压桩的设计方法，即以桩的抗压极限摩阻力值乘以抗拔折减系数作为抗拔桩桩侧摩阻力，进而估算抗拔桩的承载力，可见上拔桩荷载传递机制和承载力计算等方面的研究尚不成熟。另一方面，当前对抗拔桩的研究主要集中在承受单一的上拔荷载作用，而实际工程中，在其承受竖向拉拔荷载的同时，还承受一定比例的水平向荷载作用，例如输电线路杆塔基础和叉桩结构等。当然，在特定环境条件下，原来的水平受荷桩也可能承受上拔拔荷载作用，例如处于季节性冻土或膨胀土地区承受两侧不平衡土压力的桩基础等。对于承受组合荷载作用的桩基础，少量学者通过理论分析对其进行了研究，仍缺乏现场试验和模型试验方面的实例验证，当前对组合荷载作用下抗拔桩的设计也忽视了水平荷载和上拔荷载相互作用的影响，可能造成桩基承载不足等问题。因此，为了保证抗拔桩在组合荷载作用下的安全性，亟需对抗拔桩进行水平与上拔组合加载试验以研究其荷载传递机理及承载力计算方法。

现场试验作为桩基础研究的方法之一，虽能准确反映桩基的承载变形特性，但其涉及的土层复杂，变量不易控制。此外，现场试验周期长、耗资巨大，受场地及试验设备等限制，只能应用于少数工程。相比现场试验，模型试验可以更好地设定边界条件和桩土材料特性，可以更有针对性地研究特定因素对桩基承载变形性状的影响，从中获取的信息远比现场试验多。同时，模型试验具有试验周期短、花费少和不受场地限制等优点，还可用来验证数值模拟分析，有助于对桩基承载变形机理的认识，因此，模型试验被广大研究者所采用。

发明内容

为了完善现有抗拔桩组合荷载加载装置，本发明的目的在于提供一种能够对模型桩同时独立施加水平荷载和上拔荷载的室内试验装置，并提供一种试验方法，该装置能够有效减小桩头位移引起的各荷载分量对试验结果的影响。

本发明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上拔组合加载装置，包括模型槽和预先埋设在模型槽内土体中的模型桩；所述模型槽侧面设有三角支撑架A、上方设反力梁C；所述模型桩上部设桩头连接构件B，所述桩头连接构件B通过钢丝绳分别绕过三角支撑架A的水平加载定滑轮和反力梁C支撑架的上拔组合滑轮，并连接到所述定滑轮下的装载构件；分别调整水平加载定滑轮和上拔组合滑轮的位置，根据试验需求在对应装载构件上加装砝码，实现对模型桩的径向、轴向或两个方向组合加载试验。

对于上述技术方案，本发明还有进一步优选的方案：

优选的，所述三角支撑架A包括固端横梁、悬臂梁和一号斜支撑；所述悬臂梁通过螺栓连接固定在模型槽侧面的固端横梁上，悬臂梁的底板连接有水平加载定滑轮，所述一号斜支撑一端连接在悬臂梁延伸端，另一端支撑在模型槽侧面的一号大水平角钢上。

优选的，所述一号定滑轮与悬臂梁底板之间放置钢垫片来微调定滑轮上下位置；所述固端横梁上设有用来调整悬臂梁在固端横梁上位置的长条状螺孔。

优选的，所述反力梁C包括一对横梁、纵梁和二号斜支撑；所述纵梁通过一对横梁架设在模型槽上，纵梁的底板连接有上拔组合滑轮，包括一号定滑轮和二号定滑轮；在与三角支撑架A相对侧的模型槽上延伸出纵梁，所述二号斜支撑一端连接在纵梁延伸端，另一端支撑在模型槽侧面的二号大水平角钢上。

优选的，可再进一步增加一个动滑轮与纵梁底板上的一号定滑轮形成滑轮组以提高加载效率。

优选的，所述一对横梁在与纵梁搭接处开有沿其轴线方向的长条状槽，所述纵梁底板上也开有沿其轴线方向的长条状槽，横梁上的长条状槽与纵梁上的长条状槽相互垂直并构成“十”字形以调整纵梁的位置，从而实现对一号定滑轮位置的调整。

优选的，所述桩头连接构件B包括连接在模型桩上的桩帽、穿过桩帽的桩头丝杆及两个呈90°布置的U型连接件，U型连接件分别连接绕过三角支撑架A和反力梁C的滑轮的钢丝绳，钢丝绳分别连接到水平装载构件与上拔装载构件上。

优选的，所述U型连接件由丝杆与两块钢片的一端连接构成，两块钢片对称分布在丝杆两端；两块钢片的另一端连接桩头丝杆；丝杆中间通过环形活动扣连接拉力传感器。

优选的，所述水平装载构件和上拔装载构件由一根长钢条连接一个底板构成，或用钢桶取代装载构件；砝码放置在所述底板上或钢桶中。

本发明进一步给出了一种桩基模型试验用水平与上拔组合加载方法，包括如下步骤：

1)将装有桩头连接构件B的模型桩埋入土体中，在桩头连接构件B上分别装上拉力传感器；

2)根据预先设计的高度，分别通过横梁将三角支撑架A的悬臂梁和反力梁C的纵梁安装在模型槽侧面和上方；

3)在悬臂梁上安装水平加载定滑轮，在纵梁上安装上拔组合定滑轮，并将桩头连接构件B拉力传感器端通过钢丝绳分别连接到水平装载构件和上拔装载构件上；

4)通过微调悬臂梁在固端横梁上的位置及纵梁在横梁上的位置来实现对水平加载定滑轮和上拔组合滑轮位置的调整，根据试验需求在水平装载构件或上拔装载构件上加装砝码，实现对模型桩的径向、轴向或两个方向组合的加载试验；

5)通过水平拉力传感器及竖向拉力传感器测得实际施加于模型桩上的水平力及上拔力，通过百分表来量测桩顶在加载过程中的水平位移和竖向位移，通过应变仪读取粘贴在所述模型桩上的应变片的数值。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下有益效果：

(1)桩身加载点发生水平位移时能够实现上拔荷载的变化很小可以忽略。本次模型试验停止加载的标准为水平位移达到0.15D，模型桩直径为40mm，对应的最大水平位移为6mm，二号定滑轮距离桩身加载点的距离取700mm，则水平位移引起的竖直上拔荷载变化率为0.86％，可以忽略不计。

(2)桩身加载点发生竖向位移时能够实现水平荷载的变化很小可以忽略。试验加载装置中悬臂梁长度为500mm，为消除边界效应影响，桩身距离模型槽边缘大于6D＝240mm，滑轮距离桩身加载点取740mm，按6mm上拔位移计算得纯水平荷载的变化率为0.81％，可以忽略不计。

(3)本发明能够对模型桩同时独立施加上拔荷载和水平荷载。因此，利用该装置不仅能对桩基础进行组合加载的模型试验研究，还能进行水平(竖向荷载为零)、上拔(水平荷载为零)及斜拉荷载的模型试验研究，实现不同加载情况下桩基础承载变形数据之间的对比。

(4)该装置能够保证初始施加的水平力通过桩身轴线且无竖向分力或竖向分力很小，可以忽略，能够保证初始施加的上拔力无水平分力或水平分力很小，可以忽略。

(5)该装置结构简单，受力明确，易于加工及组装，其制造成本及维护成本低。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为本发明桩基模型试验用水平与上拔组合加载装置的主视图；

图2为图1中A部分放大主视图；

图3为图1中B部分放大主视图；

图4为图1中B部分放大侧视图；

图5为图1中B部分放大俯视图；

图6为图1中C部分放大主视图；

图7为一号斜支撑、一号滑轮与悬臂梁连接示意图；

图8为二号斜支撑、三号滑轮与纵梁连接示意图；

图9为悬臂梁与固端横梁连接处示意图；

图10为纵梁与横梁连接处示意图。

图中1为固端横梁；2为悬臂梁；3为螺栓；4为钢垫片；5为水平加载定滑轮；6为钢丝绳；7为水平装载构件；8为一号砝码；9为一号斜支撑；10为一号大水平角钢；11为模型槽；12为纵梁；13为一号横梁；14为一号定滑轮；15为竖向拉力传感器；16为二号U型连接件；17为桩帽；18为桩头丝杆；19为一号U型连接件；20为水平拉力传感器；21为土体；22为模型桩；23为二号横梁；24为二号定滑轮；25为二号斜支撑；26为二号大水平角钢；27为上拔装载构件；28为二号砝码；29为环形活动扣；30为螺母；31为丝杆；32为钢片。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1～图2所示，本发明的桩基模型试验用水平与上拔组合加载装置，包括模型槽11和预先埋设在模型槽11内土体21中的模型桩22；模型槽11侧面设有三角支撑架A、上方设反力梁C；模型桩22上部设桩头连接构件B。桩头连接构件B通过钢丝绳6分别绕过三角支撑架A的水平加载定滑轮和反力梁C的上拔组合滑轮，并连接到定滑轮下的装载构件；调整水平加载定滑轮和上拔组合滑轮的位置，根据试验需要在对应装载构件上放置砝码，实现对模型桩的径向、轴向或两个方向组合的加载试验。

其中，三角支撑架A包括固端横梁1、悬臂梁2和一号斜支撑9；悬臂梁2通过螺栓3连接固定在模型槽11侧面的固端横梁1上，悬臂梁2底板连接水平加载定滑轮5，一号斜支撑9一端连接在悬臂梁2延伸端，另一端支撑在模型槽11侧面的一号大水平角钢10上。固端横梁1和悬臂梁2均由型号相同的槽钢加工制成，一号斜支撑9由两根尺寸相同且对称倾斜放置的等边角钢与一根水平放置的等边角钢焊接而成，通过螺栓3将固端横梁1底板连接固定在模型槽11侧面，悬臂梁2一端的底板搭接在固端横梁1下翼缘内侧，另一端的底板连接一号定滑轮5，两翼缘分别与一号斜支撑9中两倾斜放置的等边角钢连接，一号斜支撑9下端水平放置的等边角钢支承于模型槽侧面的一号大水平角钢10上。

一号定滑轮5与悬臂梁2底板之间放置钢垫片4来微调定滑轮上下位置。确保初始施加的水平力无竖向分量或竖向分量很小，可以忽略。固端横梁1与所述悬臂梁2连接处，横梁下翼缘开有长条状槽，穿过长条状槽连接横梁及悬臂梁2的螺栓3可在长条状槽内左右移动以调整悬臂梁2位置，保证初始施加的水平力通过桩身轴线。

其中，反力梁C包括一对横梁13、23、纵梁12和二号斜支撑25；纵梁12为通过横梁13、23架设在模型槽11上，在与三角支撑架A相对侧的模型槽11上延伸出纵梁12，纵梁12延伸段端部连接二号斜支撑25，二号斜支撑25一端连接在纵梁12延伸端，另一端支撑在模型槽11侧面的二号大水平角钢26上。纵梁12底板连接有一号定滑轮14和二号定滑轮24。横梁包括一号横梁13和二号横梁23，均由槽钢加工制成，对称分布在模型槽的两侧面。一号横梁13与固端横梁1位于模型槽的同一侧。纵梁12搭接在一、二号横梁13、23上，并向二号横梁23一侧外挑出一定长度，外挑段的端头连接二号斜支撑25。二号斜支撑25的构造及制作方式与一号斜支撑9的相同，其底部的水平等边角钢支承于模型槽侧面二号大水平角钢26上。

一、二号横梁13、23与纵梁12搭接处，一、二号横梁13、23的上翼缘沿横梁轴线方向开长条状槽，纵梁12底板沿纵梁轴线方向开长条状槽，横梁上的长条槽与纵梁上的长条槽相互垂直并构成“十”字形，以便调整加载位置，保证初始施加的上拔荷载无水平分量或水平分量很小，可以忽略。

可以再进一步增加一个动滑轮与二号定滑轮14形成滑轮组以提高加载效率，减少一号、二号砝码8、28用量。

当需要对模型桩施加斜拉荷载时，只需要改变所述二号滑轮14在纵梁12上的位置即可实现。

如图3-5所示，桩头连接构件B包括连接在模型桩22上的桩帽17和两个呈90°布置的一号、二号U型连接件19、16，一号、二号U型连接件19、16分别连接绕过三角支撑架A和反力梁C的定滑轮的钢丝绳6，钢丝绳6分别连接到水平装载构件7与上拔装载构件27上。U型连接件19、16分别连接水平拉力传感器20和竖向拉力传感器15。其中，U型连接件由丝杆31与两块钢片32的一端连接构成，两块钢片32对称分布在丝杆31两端。丝杆31中间通过环形活动扣29连接竖向拉力传感器15或水平拉力传感器，桩头丝杆16一端贯穿模型桩22。桩帽17与模型桩的桩头连接成为一个整体，桩头丝杆18穿过桩帽17和桩头预留的孔道并通过螺母固定在其上。桩头丝杆18上连接水平放置的一号U型连接19件和竖直放置的二号U型连接件16，一号U型连接件19中间段放置环形活动扣29连接水平拉力传感器20，二号U型连接件16中间段放置环形活动扣29连接竖向拉力传感器15。

其中，水平装载构件7和上拔装载构件27由一根长钢条连接一个底板构成，水平装载构件7和上拔装载构件27均由一根长钢条与两根短等边角钢焊接形成。一号装载构件7通过钢丝绳6、水平加载定滑轮5、水平拉力传感器20、一号U型连接件19及桩头丝杆18与模型桩22连接，二号装载构件27通过钢丝绳6、二号定滑轮24、一号定滑轮14、竖向拉力传感器15、二号U型连接件16及桩头丝杆18与模型桩22连接。可以将装载构件置换为钢桶等其它装载量更大的构件用于加载。

水平装载构件7和上拔装载构件27或为一个钢桶；砝码放置在钢条上或钢桶中。

下面通过桩基模型试验用水平与上拔组合加载方法，来进一步说明。

试验加载前，将桩头丝杆18从桩帽17预留的孔道中穿过，直至桩帽17位于桩头丝杆18的中心。为避免桩头丝杆18在孔里左右移动，使用两对螺母30分别从桩头丝杆18的两端拧入以抵住桩帽。然后，将模型桩22埋入土体21中。接着将二号U型连接件16连接在桩头丝杆上，在其钢片32外侧拧上两个螺母30，再将一号U型连接件连接在桩头丝杆上，其外侧拧上两个螺母。一、二号U型连接件中间段的丝杆上各连接有环形活动扣29，水平拉力传感器20和竖向拉力传感器15可以与两个环形活动扣29连接，如图3～图5所示。

根据预先设计的高度，使用螺栓3分别将固端横梁1、一号横梁13及二号横梁23连接在模型槽侧面指定位置处，其中，一号横梁13及二号横梁23相互对称且其上翼缘处于同一水平面。接下来抬升悬臂梁2，将底板上设有两圆孔的一端搭在固端横梁1下翼缘内侧，调整位置使两圆孔与固端横梁1下翼缘上的两长条槽对应，使用螺栓3将悬臂梁2与固端横梁1连接在一起，如图9所示。然后，将一号斜支撑9下端水平放置的角钢支承于模型槽侧面的大水平角钢10上，上端利用螺栓3与悬臂梁2顶端的两翼缘相连接，连接得到的三角架如图1所示。接着抬升纵梁12使其两端分别搭载在一号横梁13及二号横梁23的上翼缘上，调整纵梁12的位置，使纵梁12上的长条槽与一号横梁13及二号横梁23上的长条槽相互垂直，再使用螺栓3进行连接，如图10所示。最后，类比一号斜支撑9与悬臂梁2的连接，使用同样的方法将二号斜支撑25与纵梁12悬挑顶端的两翼缘连接，连接得到的反力梁如图6所示。这样三角支撑架及反力梁安装完成，可以在其上设置荷载转换体系。

将水平加载定滑轮5安装在悬臂梁2顶端的底板上，如图7所示；一号定滑轮14安装在纵梁12中间段桩头上方对应位置的底板上，二号定滑轮24安装在纵梁12的悬挑顶端，如图8所示。

两根钢丝绳6分别与一号装载构件7和二号装载构件27连接，将两加载构件提升放置在凳子上，连接一号装载构件7的钢丝绳绕过一号定滑轮5与水平拉力传感器20连接，连接二号装载构件27的钢丝绳先后绕过三号定滑轮24和二号定滑轮14与竖向拉力传感器15连接。

施加水平荷载时，先将第一级加载需要使用的一号砝码8放置在一号装载构件7上，再将一号装载构件7从凳子上缓慢放下，此后加载的一号砝码8直接放置在已施加的砝码上即可。通过水平拉力传感器20读取施加于模型桩22上的水平荷载。

施加上拔荷载时，先将第一级加载需要使用的二号砝码28放置在二号装载构件27上，再将二号装载构件27从凳子上缓慢放下，此后加载的二号砝码28直接放置在已施加的砝码上即可。通过竖向拉力传感器15读取施加于模型桩22上的上拔荷载。

针对模型桩22水平加载试验，只需将一号U型连接件连接在桩头丝杆18上即可实现；针对模型桩22上拔加载试验，只需将二号U型连接件连接在桩头丝杆18上即可实现。

针对模型桩22斜拉荷载试验，需调整二号滑轮14在纵梁12上的位置，桩头丝杆上连接二号U型连接件即可。

需要提高竖向加载的效率时，在槽钢纵梁13上设置固定扣，将连接二号装载构件27的钢丝绳端头固定在固定扣上，调整二号定滑轮14位置，增加一个动滑轮与定滑轮14组成滑轮组来提高加载效率，减少每级需要放置的二号砝码28的量；

当加载荷载较大时，可以将一号加载构件7及二号加载构件27换成特制的铁桶或其它承载物来进行加载，将其与钢丝绳6连接即可。

模型槽里面的土体中埋入多根模型桩时，在固端横梁下翼缘预留多条长条槽，使得连接有一号定滑轮及一号斜支撑的悬臂梁可以进行整体平移，实现对所需施加水平荷载的所有模型桩进行加载；在横梁上翼缘预留多条长条槽，使得连接有二、三号定滑轮及斜支撑的纵梁可以在上面进行整体平移，同时，按照桩头位置在纵梁底板上预留多个连接二号定滑轮的孔以对二号定滑轮的位置进行调整，从而实现对不同的模型桩进行上拔加载。

试验加载时，实际施加于模型桩上的水平力及上拔力分别由水平拉力传感器及竖向拉力传感器测得，通过设置百分表等辅助器材来量测桩顶在加载过程中的位移。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种桩基模型试验用水平与上拔组合加载装置，其特征在于，包括模型槽(11)和预先埋设在模型槽(11)内土体(21)中的模型桩(22)；所述模型槽(11)侧面设有三角支撑架A、上方设反力梁C；所述模型桩(22)上部设带有拉力传感器的桩头连接构件B，桩头连接构件B通过钢丝绳(6)分别绕过三角支撑架A的水平加载定滑轮和反力梁C的上拔组合滑轮，并连接到所述定滑轮下的装载构件；调整水平加载定滑轮和上拔组合滑轮的位置，根据试验需要在对应装载构件上加装砝码，实现对模型桩(22)的径向、轴向或两个方向组合的加载试验。

2.根据权利要求1所述的一种桩基模型试验用水平与上拔组合加载装置，其特征在于，所述三角支撑架A包括固端横梁(1)、悬臂梁(2)和一号斜支撑(9)；所述悬臂梁(2)通过螺栓(3)连接固定在模型槽(11)侧面的固端横梁(1)上，悬臂梁(2)底板连接有水平加载定滑轮(5)，所述一号斜支撑(9)一端连接在悬臂梁(2)延伸端，另一端支撑在模型槽(11)侧面的一号大水平角钢(10)上。

3.根据权利要求2所述的一种桩基模型试验用水平与上拔组合加载装置，其特征在于，所述水平加载定滑轮(5)与悬臂梁(2)底板之间放置钢垫片(4)来微调水平加载定滑轮(5)的上下位置；所述固端横梁(1)上设有用来调整悬臂梁(2)在固端横梁(1)上位置的长条状槽孔。

4.根据权利要求1所述的一种桩基模型试验用水平与上拔组合加载装置，其特征在于，所述反力梁C包括一对横梁(13、23)、纵梁(12)和二号斜支撑(25)；所述纵梁(12)通过一对横梁(13、23)架设在模型槽(11)上，在与三角支撑架A相对侧的模型槽(11)上延伸出纵梁(12)，纵梁(12)的底板连接上拔组合滑轮，包括一号定滑轮(14)和二号定滑轮(24)；所述二号斜支撑(25)一端连接在纵梁(12)延伸端，另一端支撑在模型槽(11)侧面的二号大水平角钢(26)上。

5.根据权利要求4所述的一种桩基模型试验用水平与上拔组合加载装置，其特征在于，可再进一步增加一个动滑轮与一号定滑轮(14)形成滑轮组。

6.根据权利要求4所述的一种桩基模型试验用水平与上拔组合加载装置，其特征在于，所述一对横梁(13、23)在与纵梁(12)搭接处开有沿其轴线方向的长条状槽，所述纵梁(12)底板上也开有沿其轴线方向的长条状槽，横梁上的长条状槽与纵梁上的长条状槽相互垂直并构成“十”字形以调整纵梁的位置，从而实现对一号定滑轮(14)位置的调整。

7.根据权利要求1所述的一种桩基模型试验用水平与上拔组合加载装置，其特征在于，所述桩头连接构件B包括连接在模型桩(22)上的桩帽(17)、穿过桩帽的桩头丝杆(18)及两个呈90°布置的U型连接件(19、16)，U型连接件(19、16)分别连接绕过三角支撑架A和反力梁C的滑轮的钢丝绳(6)，钢丝绳(6)分别连接到水平装载构件(7)与上拔装载构件(27)上。

8.根据权利要求7所述的一种桩基模型试验用水平与上拔组合加载装置，其特征在于，所述U型连接件(19、16)由丝杆(31)与两块钢片(32)的一端连接构成，两块钢片(32)对称分布在丝杆(31)两端；两块钢片(32)的另一端连接桩头丝杆(18)；丝杆(31)中间通过环形活动扣(29)连接拉力传感器。

9.根据权利要求1所述的一种桩基模型试验用水平与上拔组合加载装置，其特征在于，所述水平装载构件(7)和上拔装载构件(27)由一根长钢条连接一个底板构成，或用钢桶取代装载构件；砝码放置在所述底板上或钢桶中。

10.一种桩基模型试验用水平与上拔组合加载方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将装有桩头连接构件B的模型桩(22)埋入土体(21)中，在桩头连接构件B上分别装上拉力传感器；

2)根据预先设计的高度，分别通过横梁将三角支撑架A的悬臂梁(2)和反力梁C的纵梁(12)安装在模型槽(11)侧面和上方；

3)在悬臂梁(2)上安装水平加载定滑轮(5)，在纵梁(12)上安装上拔组合定滑轮，并将桩头连接构件B拉力传感器端通过钢丝绳(6)分别连接到水平装载构件(7)和上拔装载构件(27)上；

4)微调悬臂梁(2)在固端横梁(1)上的位置及纵梁(12)在横梁(13、23)上的位置来实现对水平加载定滑轮和上拔组合滑轮位置的调整，根据试验需求在水平装载构件(7)或上拔装载构件(27)上加装砝码，实现对模型桩(22)的径向、轴向或两个方向组合的加载试验；

5)通过水平拉力传感器(20)及竖向拉力传感器(15)测得实际施加于模型桩上的水平力及上拔力，通过百分表来量测桩顶在加载过程中的水平位移和竖向位移，通过应变仪读取粘贴在所述模型桩(22)上的应变片的数值。