CN211596855U - 一种可实现多向加载的膨胀土桩基实验装置加载头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可实现多向加载的膨胀土桩基实验装置加载头，属于建筑实验设备技术领域，包括球铰、卡座、量角器、测量细线、螺杆、钢绞线、套筒、管箍和桩顶，所述管箍套设在桩顶的外侧，所述套筒套设在桩顶上，量角器固定设置在套筒的顶部，所述卡座设置在量角器上，所述球铰设置在卡座上，所述套筒和桩顶上设置有螺杆孔，所述螺杆穿过螺杆孔，所述测量细线一端固定在卡座上，所述钢绞线一端固定在螺杆。通过设置管箍对桩顶进行保护，防止桩顶劈开，设置卡座使竖向力的作用不会对模型的转动产生影响，筒套在桩模型顶部，螺杆同时穿过套筒和桩模型，使桩模型和量角器的转动角度一致，实现桩顶扭转角的测量。

Description

一种可实现多向加载的膨胀土桩基实验装置加载头

技术领域

本实用新型涉及建筑实验设备技术领域，尤其涉及一种可多向加载膨胀土桩基实验装置的加载头。

背景技术

随着含水量的变化，膨胀土会发生涨缩变形且强度会发生显著的变化，在二者共同作用下，会对坐落于膨胀土地基上的建(构)筑物安全产生一定影响。实践证明，桩基础能够有效抵抗由于膨胀土胀缩对上部结构产生的破坏。对于膨胀土地基中的桩基，膨胀土浸水隆起时会对桩基产生上抬力，失水收缩时又给桩基带了下拉力。此外，膨胀过程中也会对桩基产生水平方向的膨胀力。而在高层建筑、立交桥、风力发电塔等大型基础设施之中，桩基础会承受水平、竖向和扭转组合荷载的作用。可见，膨胀土地基中多向组合荷载作用下的桩-土相互作用机理更为复杂，其荷载传递机理也不同。因此，开展膨胀土地基中复杂荷载组合作用下桩-土相互作用机理的研究具有重要工程意义。

目前的膨胀土实验装置均只能进行单向加载实验，不能够实现双向或者多向组合加载，从而使得膨胀土中的桩基实验比较局限，需要设计一种可实现多向加载的膨胀土桩基实验装置加载头。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可实现多向加载的膨胀土桩基实验装置加载头，解决现有膨胀土桩基实验装置无法多向加载的技术问题。

一种可实现多向加载的膨胀土桩基实验装置加载头，包括球铰、卡座、量角器、测量细线、螺杆、钢绞线、套筒、管箍和桩顶，所述管箍套设在桩顶的外侧，所述套筒套设在桩顶上，量角器固定设置在套筒的顶部，所述卡座设置在量角器上，所述球铰设置在卡座上，所述套筒和桩顶上设置有螺杆孔，所述螺杆穿过螺杆孔，所述测量细线固定在卡座上，所述钢绞线一端固定在螺杆。

进一步地，所述卡座上两边均设置有固定头，固定头为测量细线固定螺丝，所述测量细线固定螺丝固定在卡座上，所述测量细线一端固定在固定头上。

进一步地，所述量角器设置为圆盘结构，圆盘结构上设置有角度。

进一步地，所述螺杆上设置有螺杆固定螺母，所述螺杆固定螺母固定在套筒的两边。

进一步地，所述螺杆上设置有钢绞线固定双螺母，所述钢绞线固定双螺母设置在钢绞线与螺杆胶合的两侧，并固定钢绞线。

本实用新型采用上述技术方案，具有以下技术效果：

本实用新型通过设置管箍对桩顶进行保护，防止桩顶裂开，设置卡座使竖向力的作用不会对模型的转动产生影响，套在桩模型上面，螺杆同时穿过套筒和桩模型，使桩模型和量角器一起转动，实现桩顶扭转角的测量。通过螺杆和反力装置分别对桩顶施加扭矩、水平力和竖向力，从而可以选择其中两种或者三种力进行组合加载，实现膨胀土桩基实验装置多向组合加载。

附图说明

图1是本实用新型的加载头结构示意图。

图2是本实用新型的加载头与实验装置安装结构示意图。

图3是本实用新型的套筒与卡座的安装结构示意图。

图中标号：1、球铰；2、卡座；3、量角器；4、固定头；5、测量细线；6、螺杆；7、螺杆固定螺母；8、钢绞线固定双螺母；9、钢绞线；10、螺杆孔；11、套筒；12、管箍；13、桩顶。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些功能。

本申请的加载头使用在公开号为110439043A的一种可多向加载的膨胀土桩基实验装置，其它的结构不变，改变了施加力的方式与桩模型的结构，加上本申请加载头，即可同时施加两向或者三向组合荷载。

实施例1：

如图1所示，一种可实现多向加载的膨胀土桩基实验装置加载头，包括球铰1、卡座2、量角器3、测量细线5、螺杆6、钢绞线9、套筒11、管箍12和桩顶13。所述管箍12套设在桩顶13的外侧，所述套筒11套设在桩顶13上。量角器3固定设置在套筒11的顶部。所述卡座2设置在量角器3上，所述球铰1设置在卡座2上，所述套筒11和桩顶13上设置有螺杆孔10。所述螺杆6穿过螺杆孔10，所述测量细线5固定在卡座2上，所述钢绞线9的一端固定在螺杆6。卡座2底部与套筒11接触连接，量角器3固定在卡座2下方，卡座2与球铰1是相对滑动设置的，并没有固定，使得一端固定在卡座2上测量细线5的位置即为桩顶13的初始位置，固定不变，在测量扭转角时，量角器3和套筒11会和桩顶13一起运动，通过量角器3与测量细线5测量桩顶扭转的角度，两边均设置有测量细线5实现两边同时测量，使得测量的结果更加的精确。

螺杆6对称设置在桩顶13上，即两边的长度相等。加载扭矩时，在螺杆6两边施加两个大小相等方向相反均与螺杆6垂直的水平力；加载水平力时，在螺杆6施加大小相等方向相同，且与螺杆6垂直的水平力；竖直力可直接在桩顶施加。若要同时施加水平力和扭矩，只需对螺杆6的一端施加垂直于螺杆的水平力即可。

实施例2：

所述卡座2上两边均设置有固定头4，固定头4为测量细线固定螺丝，所述测量细线固定螺丝旋转固定在卡座2上。固定头4对测量细线5一端进行固定，在测量时，把测量细线5直接拉直并固定。所述量角器3设置为圆盘结构，圆盘结构上设置有角度。测量时，通过测量细线5直接定位量角器3的角度，施加扭矩后，量角器3发生了旋转，再通过定位测量细线5标记旋转后的量角器3的角度，两个角度差即为旋转的角度。

实施例3：

所述螺杆6上设置有螺杆固定螺母7，所述螺杆固定螺母7旋转固定在套筒11的两边。所述螺杆6上设置有钢绞线固定双螺母8，所述钢绞线固定双螺母8设置在钢绞线9与螺杆6胶合的两侧，并固定钢绞线9。通过螺杆固定螺母7是把螺杆6固定在套筒11上，采用钢绞线固定双螺母8对钢绞线9进行固定，在固定时，使用刻度尺测量套筒11两边的力臂，控制力臂长度。

模型桩是一个从中间切开的铝合金管，通过环氧树脂把他们再次粘起来。管箍12用于防止桩模型在力的作用下劈开，造成试验失败。通过钢绞线固定双螺母8对钢绞线进行定位，通过转动螺母控制力臂的长度。加载时通过定滑轮在钢绞线的两端加上相同重量的重物，这样的话模型桩会受到大小相等方向相反的水平力。套筒11套在桩模型上面，螺杆同时穿过套筒和桩模型使他们能够一起转动。通过安装在反力架顶部的千斤顶与球铰接触对模型桩进行竖向分级加载。在反力架上设置导轨，若是同时进行横向加载，加载头可以带动导轨上的千斤顶运动。装置改进完成后即可对桩模型施加扭矩、水平力、竖向力，或者其中的任意两种或者三种荷载组合。另外，测量细线5的在测另外一端可以吊上重物，细线会被支架固定，施加扭矩时量角器会随着模型桩一起转动，但是细线不会动，只要记下量角器的初始角度，即可测出桩模型的桩顶扭转角。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种可实现多向加载的膨胀土桩基实验装置加载头，其特征在于：包括球铰(1)、卡座(2)、量角器(3)、测量细线(5)、螺杆(6)、钢绞线(9)、套筒(11)、管箍(12)和桩顶(13)，所述管箍(12)套设在桩顶(13)的外侧，所述套筒(11)套设在桩顶(13)上，量角器(3)固定设置在套筒(11)的顶部，所述卡座(2)设置在量角器(3)上，所述球铰(1)设置在卡座(2)上，所述套筒(11)和桩顶(13)上设置有螺杆孔(10)，所述螺杆(6)穿过螺杆孔(10)，所述测量细线(5)一端固定在卡座(2)上，所述钢绞线(9)一端固定在螺杆(6)。

2.根据权利要求1所述的一种可实现多向加载的膨胀土桩基实验装置加载头，其特征在于：所述卡座(2)上两边均设置有固定头(4)，固定头(4)为测量细线固定螺丝，所述测量细线固定螺丝固定在卡座(2)上，所述测量细线(5)一端固定在固定头(4)上。

3.根据权利要求2所述的一种可实现多向加载的膨胀土桩基实验装置加载头，其特征在于：所述量角器(3)设置为圆盘结构，圆盘结构上设置有角度。

4.根据权利要求1所述的一种可实现多向加载的膨胀土桩基实验装置加载头，其特征在于：所述螺杆(6)上设置有螺杆固定螺母(7)，所述螺杆固定螺母(7)固定在套筒(11)的两边。

5.根据权利要求1所述的一种可实现多向加载的膨胀土桩基实验装置加载头，其特征在于：所述螺杆(6)上设置有钢绞线固定双螺母(8)，所述钢绞线固定双螺母(8)设置在钢绞线(9)与螺杆(6)胶合的两侧，并固定钢绞线(9)。

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