CN204510296U - 一种模拟非对称地形条件的桩基抗弯性能的试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种模拟非对称地形条件的桩基抗弯性能的试样装置，包括模型箱，模型箱上方安装有支架，所述支架上安装有传力件，所述传力件的上方连接有弯矩荷载加载装置，传力件下方连接有桩顶承台，所述桩顶承台的下方活动式安装有试验桩，试验桩插入所述地基土内；所述传力件与桩顶承台之间设置有能够对桩顶承台一侧施加压力，另一侧施加拉力的施力件，所述支架下方平行设置有转动杆，所述转动杆可相对于支架转动，转动杆上安装所述的弯矩荷载加载装置；所述转动杆上还活动式安装所述的传力件。本实用新型能够对非对称地形条件下的桩基施加纯弯矩，结构简单，设计新颖合理，便于推广和使用。
Description
技术领域
本实用新型属于桩基试验技术领域，涉及一种模拟非对称地形条件的桩基抗弯性能的试验装置。
背景技术
桩基础在实际工作中，往往承受着十分复杂的荷载，包括竖向荷载、水平向荷载和弯矩等。目前在研究桩基础在弯矩作用下的受力特性时，多采用对桩顶施加偏心荷载的方式，此种方法在对桩基础产生弯矩的同时，会对桩基础产生向下的压力，导致无法单独研究桩基础在弯矩作用下的受力特性；并且无法适应非对称地形条件下，桩基础在弯矩作用下的受力特性。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题和缺陷，本实用新型的目的在于，提供一种模拟非对称地形条件的桩基抗弯性能的试验装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种模拟非对称地形条件的桩基抗弯性能的试验装置，包括模型箱，模型箱内装有地基土，模型箱上方安装有支架，所述支架上安装有传力件，所述传力件的上方连接有弯矩荷载加载装置，传力件下方连接有桩顶承台，所述桩顶承台的下方活动式安装有试验桩，试验桩插入所述地基土内；所述传力件与桩顶承台之间设置有能够对桩顶承台一侧施加压力，另一侧施加拉力的施力件，所述支架下方平行设置有转动杆，所述转动杆可相对于支架转动，转动杆上安装所述的弯矩荷载加载装置；所述转动杆上还活动式安装所述的传力件。
具体地，所述弯矩荷载加载装置包括加载平台，所述加载平台上方连接有钢丝绳，还包括设置在所述转动杆底面的用于将从加载平台向上延伸的钢丝绳引导至水平延伸的第一滑轮和第二滑轮。
具体地，所述支架包括两个水平安装在模型箱上方的支撑杆，且两个所述支撑杆相互平行；两个支撑杆的上表面中部对应位置处均设有沿支撑杆长度方向的第一滑槽；
所述两个支撑杆的上方水平安装有反力梁，且所述反力梁垂直于两个支撑杆，所述反力梁可沿所述第一滑槽滑动。
具体地，所述反力梁的中部为一圆盘形构件，所述圆盘状构件的中心设置有第一通孔，其周边均布有多个第二通孔；
所述圆盘形构件的正下方设置所述的转动杆，转动杆的中心位置设置有第三通孔，第三通孔正对所述第一通孔，二者通过销钉连通；
所述转动杆的两端分别设置有与所述第二通孔位置对应的第四通孔；
所述转动杆的侧面设置有沿其长度方向的第二滑槽。
具体地，所述传力件包括竖直杆和水平杆，所述竖直杆的下端安装在水平杆的中间位置，其上端连接所述的钢丝绳；
所述水平杆的侧面中心设置有轴孔，所述轴孔内安装有转轴，所述转轴固定安装在传力件固定板上，所述水平杆可相对于转轴转动，所述传力件固定板可沿所述第二滑槽滑动。
具体地，所述施力件包括两个施力杆，所述两个施力杆的上端分别连接所述水平杆的两端，其下端均与所述桩顶承台固连。
与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：
1、设置转动杆可根据试验要求相对于圆盘形构件转动一定角度，实现非对称地形条件下的桩基抗弯性能试验，试验情况更贴近实际。
2、反力梁可相对于支撑杆滑动，对处于纵向上不同位置的地基土内的试验桩施加弯矩；传力件固定板可相对于转动杆滑动，对处于横向上不同位置的地基土内的试验桩施加弯矩；最终实现对基地土内任意位置的试验桩施加弯矩。
3、采用滑轮和钢丝绳对试验桩提供荷载，结构简单，设计新颖合理，便于推广和使用。
附图说明
图1是本实用新型的正视图；
图2是本实用新型的俯视图；
图3是传力件结构示意图；
图4为反力梁的俯视图；
图5为转动杆的正视图；
图6为转动杆的俯视图；
图中标号代表:1—模型箱，2—支架，2-1—反力梁，2-2—支撑杆，2-3—第一滑槽，2-4—第二滑槽，3—传力件固定板，4—桩顶承台，5—试验桩，6—施力杆，7—转轴，8—传力件，8-1—水平杆，8-2—竖直杆，9—第一滑轮，10—钢丝绳，11—加载平台，12—转动杆，13—第一通孔，14—第二通孔，15—第三通孔，16—第四通孔，17—第二滑轮。
下面结合附图和实施方式对本实用新型的方案做进一步的解释和说明。
具体实施方式
遵从上述技术方案，参见图1和2，本实用新型的模拟非对称地形条件的桩基抗弯性能的试验装置，包括模型箱1，模型箱1内装有地基土，模型箱1上方安装有支架2，所述支架2上安装有传力件8，所述传力件8的上方连接有弯矩荷载加载装置，传力件8下方连接有桩顶承台4，所述桩顶承台4的下方活动式安装有试验桩5，试验桩5插入所述地基土内；所述传力件8与桩顶承台4之间设置有能够对桩顶承台4一侧施加压力，另一侧施加拉力的施力件，所述支架2下方平行设置有转动杆12，所述转动杆12可相对于支架2转动，转动杆12上安装所述的弯矩荷载加载装置；所述转动杆12上还活动式安装所述的传力件8。
转动杆12能够相对于支架2转动，并带动其下方连接的传力件8、施力件和桩顶承台4一起相对于试验桩5转动，当转动到目标位置后，通过弯矩荷载加载装置对试验桩5施加弯矩，从而适应于非对称地形条件下的桩基抗弯性能试验。
具体地，所述弯矩荷载加载装置包括加载平台11，所述加载平台11上方连接有钢丝绳10，还包括设置在所述转动杆12底面的用于将从加载平台11向上延伸的钢丝绳10引导至水平延伸的第一滑轮9和第二滑轮17。
具体地，所述支架2包括两个水平安装在模型箱1上方的支撑杆2-2，且两个所述支撑杆2-2相互平行；两个支撑杆2-2上表面中部对应位置处均设置有沿支撑杆2-2长度方向的第一滑槽2-3；
所述两个支撑杆2-2的上方水平安装有反力梁2-1，且所述反力梁2-1垂直于两个支撑杆2-2所述反力梁2-1可沿所述第一滑槽2-3滑动。
可选地，所述第一滑槽2-3内安装有可沿第一滑槽2-3滑动的螺钉，所述反力梁2-1与螺钉固定连接，在螺钉的带动下沿第一滑槽2-3滑动，使得反力梁2-1下方连接的试验桩5可处于地基土纵向上的不同位置，从而对处于纵向上不同位置的地基土内的试验桩5施加弯矩。
具体地，参见图4，所述反力梁2-1的中部为一圆盘形构件，所述圆盘状构件的中心设置有第一通孔13，其周边均布有多个第二通孔14；
参见图5和图6，所述圆盘形构件的正下方设置所述的转动杆12，转动杆12的中心位置设置有第三通孔15，第三通孔15正对所述第一通孔13，二者通过销钉连通，使得转动杆12可根据试验要求相对于圆盘形构件转动一定角度，实现非对称地形条件下的桩基抗弯性能试验。
所述转动杆12的两端分别设置有与所述第二通孔14位置对应的第四通孔16，当转动杆12根据试验要求相对于圆盘形构件转动到需要角度后，第二通孔14与第四通孔16重合，利用销钉先后穿过第二通孔14和第四通孔16，达到使转动杆12和圆盘形构件固定的目的。
所述转动杆12的侧面设置有沿其长度方向的第二滑槽2-4，可选地，所述第二滑槽2-4在转动杆12的侧面平行设置有两个。
具体地，参见图3，所述传力件8包括竖直杆8-1和水平杆8-2，所述竖直杆8-1的下端安装在水平杆8-2的中间位置，其上端连接所述的钢丝绳10；
所述水平杆8-2的侧面中心设置有轴孔，所述轴孔内安装有转轴7，所述转轴7固定安装在传力件固定板3上，所述水平杆8-2可相对于转轴7转动，所述传力件固定板3可沿所述第二滑槽2-4滑动。
可选地，所述第二滑槽2-4内安装有可沿第二滑槽2-4滑动的螺钉，所述螺钉与所述传力件固定板3固定连接，使得传力件固定板3可在螺钉的带动下沿第二滑槽2-4滑动，使得试验桩5可处于地基土横向上的不同位置，从而对处于横向上不同位置的地基土内的试验桩5施加弯矩。
具体地，所述施力件包括两个施力杆6，所述两个施力杆6的上端分别连接所述水平杆8-2的两端，其下端均与所述桩顶承台4固连。
试验时，在加载平台11上放置加载砝码，加载砝码在重力作用下对钢丝绳10产生拉力，因钢丝绳10的一端连接在竖直杆8-1的顶端，从而使得水平杆8-2绕转轴7转动，水平杆8-2的转动带动其下方的施力杆6和桩顶承台4转动，从而对试验桩5的一侧施加压力F下，另一侧施加拉力F上，所述的压力F下和拉力F上的大小是相等的，这样施力杆6便在试验桩上施加了一对大小相等，方向相反且作用点与试验桩5轴线距离相等的力，这对力即可对试验桩5提供纯弯矩。
Claims (6)
1.一种模拟非对称地形条件的桩基抗弯性能的试验装置，包括模型箱(1)，模型箱(1)内装有地基土，模型箱(1)上方安装有支架(2)，所述支架(2)上安装有传力件(8)，所述传力件(8)的上方连接有弯矩荷载加载装置，传力件(8)下方连接有桩顶承台(4)，所述桩顶承台(4)的下方活动式安装有试验桩(5)，试验桩(5)插入所述地基土内；所述传力件(8)与桩顶承台(4)之间设置有能够对桩顶承台(4)一侧施加压力，另一侧施加拉力的施力件，其特征在于，
所述支架(2)下方平行设置有转动杆(12)，所述转动杆(12)可相对于支架(2)转动，转动杆(12)上安装所述的弯矩荷载加载装置；
所述转动杆(12)上还活动式安装所述的传力件(8)。
2.如权利要求1所述的模拟非对称地形条件的桩基抗弯性能的试验装置，其特征在于，所述弯矩荷载加载装置包括加载平台(11)，所述加载平台(11)上方连接有钢丝绳(10)，还包括设置在所述转动杆(12)底面的用于将从加载平台(11)向上延伸的钢丝绳(10)引导至水平延伸的第一滑轮(9)和第二滑轮(17)。
3.如权利要求2所述的模拟非对称地形条件的桩基抗弯性能的试验装置，其特征在于，所述支架(2)包括两个水平安装在模型箱(1)上方的支撑杆(2-2)，且两个所述支撑杆(2-2)相互平行；两个支撑杆(2-2)的上表面中部对应位置处均设有沿支撑杆(2-2)长度方向的第一滑槽(2-3)；
所述两个支撑杆(2-2)的上方水平安装有反力梁(2-1)，且所述反力梁(2-1)垂直于两个支撑杆(2-2)，所述反力梁(2-1)可沿所述第一滑槽(2-3)滑动。
4.如权利要求3所述的模拟非对称地形条件的桩基抗弯性能的试验装置，其特征在于，所述反力梁(2-1)的中部为一圆盘形构件，所述圆盘状构件的中心设置有第一通孔(13)，其周边均布有多个第二通孔(14)；
所述圆盘形构件的正下方设置所述的转动杆(12)，转动杆(12)的中心位置设置有第三通孔(15)，第三通孔(15)正对所述第一通孔(13)，二者通过销钉连通；
所述转动杆(12)的两端分别设置有与所述第二通孔(14)位置对应的第四通孔(16)；
所述转动杆(12)的侧面设置有沿其长度方向的第二滑槽(2-4)。
5.如权利要求4所述的模拟非对称地形条件的桩基抗弯性能的试验装置，其特征在于，所述传力件(8)包括竖直杆(8-1)和水平杆(8-2)，所述竖直杆(8-1)的下端安装在水平杆(8-2)的中间位置，其上端连接所述的钢丝绳(10)；
所述水平杆(8-2)的侧面中心设置有轴孔，所述轴孔内安装有转轴(7)，所述转轴(7)固定安装在传力件固定板(3)上，所述水平杆(8-2)可相对于转轴(7)转动，所述传力件固定板(3)可沿所述第二滑槽(2-4)滑动。
6.如权利要求5所述的模拟非对称地形条件的桩基抗弯性能的试验装置，其特征在于，所述施力件包括两个施力杆(6)，所述两个施力杆(6)的上端分别连接所述水平杆(8-2)的两端，其下端均与所述桩顶承台(4)固连。
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| CN107100211A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-08-29 | 同济大学 | 一种足尺桩径的桩‑土相互作用的试验装置 |
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