[发明专利]模拟筏板基础筏板受六个方向荷载作用的试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种模型加载试验装置，尤其是涉及一种模拟筏板基础筏板受六个方向荷载作用的试验装置。

背景技术

近几十年来，世界经济飞速增长，科技革新不断推进社会发展，在土木建筑领域表现尤为突出。目前，大量高层建筑在全球不断兴建，无论从建筑高度、建筑复杂程度还是建筑功能上，都已经进入了一个新的发展时期和阶段。

改革开放至今，我国的高层建筑也得到了迅猛的发展。出于保护耕地的目的，我国对建设用地进行严格限制，可以利用的建设面积越来越小，从而促使了高层建筑的发展。高层建筑体型庞大，荷载较高，而大部分地区的地基承载力并不能满足如此巨大的荷载。由于上部结构荷载很高、相邻基础影响较大、荷载分布形式复杂，因此对地基基础提出了更加严格的要求。在软土地区，采用常规基础绝大多数建筑物都会沉降较大。对于量大面广的高层建筑，合理选用基础方案，要求不仅要满足技术可行性，而且要充分考虑施工难度和经济条件。

一般认为，桩筏基础整体性能较好，具有很大的刚度，其竖向承载能力和调整不均匀沉降的作用十分显著，在高层建筑地基基础方案的工程设计中往往被大量选用。桩筏基础和上部结构作用协调性高，使得结构能够承受较大的风荷载，地震时能够抵抗更大的水平力，具有不可比拟的优点，在软土和地震设防等级高的地区应用前景十分广阔。

现阶段，上层结构物的形式越来越复杂，建筑物周边的环境越来越复杂，桩筏基础往往承受多向耦合荷载的作用，单单考虑竖向荷载的作用而进行筏板基础的设计是不合理的。针对竖向、水平向以及弯矩荷载耦合作用下的桩筏基础，横山幸满(1981)指出简单的应力叠加原理并不适合。因此现阶段桩筏基础的设计面临两个新的问题：(1)多向耦合荷载对装筏基础变形的影响。(2)多向耦合荷载对桩筏基础承载力的影响。为弥补理论分析的局限性，对于重要工程，需要结合室内模型试验进行分析，其中的关键技术是如何模拟基础受多向耦合荷载的作用，而目前尚未发现有关该问题的报道。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够模拟多种荷载组合加载工况、模拟精度高的模拟筏板基础筏板受六个方向荷载作用的试验装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种模拟筏板基础筏板受六个方向荷载作用的试验装置，包括：

模型槽，该模型槽中装有土体；

筏板基础，该筏板基础埋设在模型槽的土体内；

支撑柱，该支撑柱安装于模型槽上；

水平导轨，该水平导轨安装于支撑柱上；

横梁，该横梁设在水平导轨上；

竖向导轨，该竖向导轨与横梁连接；

四棱台加载框架，该加载四棱台框架连接于竖向导轨上；

竖向加载模块，该竖向加载模块连接在四棱台加载框架上，并与筏板基础连接，对筏板基础施加竖向载荷；

水平加载模块，该水平加载模块连接在四棱台加载框架上，并与筏板基础连接，对筏板基础施加水平载荷。

所述的支撑柱设有四个，分别焊接在模型槽的四角上，每两个支撑柱间焊接一个水平导轨。

所述的横梁端部设有滑轮，横梁通过该滑轮可滑动地连接在水平导轨上。

所述的竖向导轨上设有多个螺栓孔，竖向导轨通过螺栓孔可调整地与横梁连接。

所述的四棱台加载框架包括顶面四边形和底面四边形，顶面四边形的四角和底面四边形的四角通过斜棱连接，顶面四边形与竖向导轨连接。

所述的竖向加载模块包括四组竖向加载组件，四组竖向加载组件对称设置在顶面四边形的两条对边上。

所述的竖向加载组件包括竖向加载作动器和竖向加载杆，所述的竖向加载作动器与顶面四边形连接，所述的竖向加载杆的一端连接竖向加载作动器，另一端通过螺栓连接筏板基础，竖向加载作动器带动竖向加载杆对筏板基础施加竖向载荷。

所述的水平加载模块包括四组水平加载组件，每两组水平加载组件连接在底面四边形的一组对边上，其中两组水平加载组件对筏板基础施加水平X方向载荷，另外两组水平加载组件对筏板基础施加水平Y方向载荷。

所述的水平加载组件包括两个水平加载作动器和水平加载杆，水平加载杆分别连接两个水平加载作动器。

所述的水平加载杆包括主杆、两个连接杆和两个副杆，所述的主杆两端分别连接水平加载作动器，所述的两个连接杆设在主杆的两端，所述的副杆的一端与连接杆连接，另一端与筏板基础连接，两个副杆间距离可调，夹紧筏板基础。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：