[发明专利]一种用于模型桩拟双向循环荷载加载装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种用于模型桩拟双向循环荷载加载装置及试验方法。该用于模型桩拟双向循环荷载加载装置包括用于填土固定模拟桩的模拟箱、第一钢丝绳以及第二钢丝绳；所述第二钢丝绳的两端通过钢丝绳卡头连接在所述的第一钢丝绳上并且两个钢丝绳的连接处位于所述模拟桩的两端，所述第一钢丝绳的一端通过弹簧测力计连接固定支座，所述第一钢丝绳的另一端绕过定滑轮连接用于放置质量块的托盘。该装置通过弹簧测力计的弹性，通过在托盘中增加质量块和减少托盘中原来的质量块形成水平循环荷载；通过控制托盘中增加质量块和减少质量块的速度来控制循环的频率。以此加载方法来研究桩在水平循环荷载下受加载频率、循环次数、循环周期的影响，分析桩的承载特性。

技术领域：

本发明涉及一种用于模型桩拟双向循环荷载加载装置及试验方法，属于土木工程领域的桩基工程研究领域。

背景技术：

随着我国海洋资源的开发和海洋工程的不断建设，桩基础的应用的得到了全面发展，在水平循环荷载作用下桩的承载性能受到大量学者的关注。桩基础不仅要能够承受由上部结构和桩身自重等引起的轴向荷载，而且要求能够承受由波浪荷载、风荷载、车辆制动力荷载等引起的水平荷载。在海上的特殊环境下，如风浪的长期循环荷载作用，对桩的承载性能存在影响。循环荷载作用下会引起桩周土体累积变形和塑性应变增加,使得桩产生的水平位移过大，桩周土体受到扰动导致体刚度下降，桩基承载力降低。

研究桩的承载特性常常采用模型试验，通过模型试验能够更好的反映桩的承载特性。由于受到侧向加荷设备条件的限制，以及问题本身的复杂性，国内外对受水平双向循环荷载桩的现场和室内的试验研究较少。目前对桩的研究绝大部分停留在短期静载的水平上，很多问题尚未解决，很多问题尚待解决。目前对于受水平循环荷载作用下的加载装置较少，而且加载装置比较复杂，操作起来控制，容易受外界因素的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于模型桩拟双向循环荷载加载装置及试验方法，即通过弹簧测力计的弹性，通过在托盘中增加质量块和减少托盘中原来的质量块形成水平循环荷载；通过控制托盘中增加质量块和减少质量块的速度来控制循环的频率。以此加载方法来研究桩在水平循环荷载下受加载频率、循环次数、循环周期的影响，分析桩的承载特性。

上述的目的通过以下技术方案实现：

用于模型桩拟双向循环荷载加载装置，包括用于填土固定模拟桩的模拟箱、第一钢丝绳以及第二钢丝绳；所述第二钢丝绳的两端通过钢丝绳卡头连接在所述的第一钢丝绳上并且两个钢丝绳的连接处位于所述模拟桩的两端，所述第一钢丝绳的一端通过弹簧测力计连接固定支座，所述第一钢丝绳的另一端绕过定滑轮连接用于放置质量块的托盘。

所述的用于模型桩拟双向循环荷载加载装置，所述用于模型桩拟双向循环荷载加载装置还包括用于拍摄模拟桩位移的激光拍摄系统，所述激光拍摄系统包括激光光源、CCD相机和用于固定CCD相机的相机支架。

所述的用于模型桩拟双向循环荷载加载装置，所述第一钢丝绳与所述第二钢丝绳的直径相等。

所述的用于模型桩拟双向循环荷载加载装置，第一钢丝绳、第二钢丝绳的参数满足以下条件：