[发明专利]一种具有荷载解耦功能的振动台试验加载装置及使用方法

说明书

一种具有荷载解耦功能的振动台试验加载装置及使用方法，属于振动台试验技术领域。配重柱脚设在振动台外侧，并通过空心钢管与侧限架连接，桩头挡板套在模型桩桩头，侧限架内有侧限框，侧限框内有导向车，导向车放在桩头挡板上且有与侧限框以及桩头挡板贴合的滑轮。设计并预制各部件的尺寸，将桩头挡板套在模型桩桩头，对桩头挡板及侧限框进行润滑油涂抹，确定配重柱脚的位置并对所有部件进行逐一装配，将导向车放置在侧限框内，在导向车中均放置质量块。本发明在对模型桩进行轴向加载的同时消除来自上部结构的惯性荷载的影响，极大地提升试验的执行效率，安装快捷且易于拆卸，节能环保。

技术领域

本发明涉及一种具有荷载解耦功能的振动台试验加载装置及使用方法，属于振动台试验技术领域。

背景技术

自2000年以来，我国大陆进入了新的地震活跃期，平均每年发生20次5级以上、3.8次6级以上以及0.6次7级以上地震，桩基础结构震害问题严重。因此，桩基工程地震反应分析已成为了一个重要且备受关注的科学问题。

地震作用下的桩基础受荷是一个异常复杂的问题，这往往涉及到一系列同时发生和相互补偿的荷载作用，包括来自上部结构的轴向荷载、惯性荷载以及桩-土动力相互作用等。

为了探明地震条件下桩基受荷机理与失效机制，自1964年日本新潟地震和美国阿拉斯加地震以来，国内外众多学者针对不同工况开展了桩基地震反应物理模型试验研究，且研究手段往往采用振动台试验。为了能够真正做到有效探究各项荷载在桩基失效问题中发挥的职能，要求我们在执行振动台试验的过程中对桩基础模型受到的各种荷载作用进行充分解耦。

然而，现有振动台试验技术往往采用直接在桩头固接配重质量块的方式模拟地震作用下上部结构对桩基础的作用。由于这种加载技术天然地具有无法对来自上部结构的轴向荷载、惯性荷载进行解耦的缺点，导致桩基础地震荷载效应物理模型试验研究进展缓慢。

由此可见，现有振动台试验加载装置及技术方法有待进一步地优化与改进。

发明内容

为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种具有荷载解耦功能的振动台试验加载装置及使用方法。

实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种具有荷载解耦功能的振动台试验加载装置，包括侧限架、侧限框、四个配重柱脚、四个空心钢管、多个导向车以及多个桩头挡板；所述四个配重柱脚沿振动台的周向设置在振动台的外侧，所述侧限架水平设置在多个模型桩的上端且通过四个空心钢管与四个配重柱脚一一对应可拆卸固定连接，所述多个桩头挡板分别套装在对应的模型桩的桩头，所述侧限架内设有水平设置的侧限框，所述侧限框内放置有多个导向车，所述多个导向车分别放置在对应的桩头挡板上且下端以及左右外侧面均设有多个滑轮9，位于左右外侧面的多个所述滑轮9分别与侧限框对应的侧壁紧密贴合，位于下端的多个滑轮9与桩头挡板的上表面紧密贴合。

本发明的一种具有荷载解耦功能的振动台试验加载装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：设计并预制侧限架、侧限框、四个配重柱脚、四个空心钢管、多个导向车以及多个桩头挡板的尺寸；

步骤二：将多个桩头挡板分别套装在对应的模型桩的桩头处；

步骤三：对每个桩头挡板的外表面以及侧限框每个与导向车相对的内侧壁均进行润滑油涂抹处理；

步骤四：确定配重柱脚的位置并对所有部件进行逐一装配；

步骤五：将导向车放置在侧限框内，使其坐落在对应的模型桩上方的桩头挡板上；

步骤六：在每个导向车中均放置质量块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：