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原文传递一种静载荷试验的杠杆加载装置及检测方法

专利名称：	一种静载荷试验的杠杆加载装置及检测方法
摘要：	本发明申请提出一种静载荷试验的杠杆加载装置及检测方法，利用杠杆原理改变了传统静载荷试验反力加载的方向和大小，如果多个杠杆加载单元分别作用于测试体并形成合力，可减少单个杠杆加载单元所需的加载量，使得检测系统更加安全或者得到更大的检测力，同时，增大了锚固体所需的锚固力是本发明的一个缺点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山西;14
申请人：	薛江炜
发明人：	李晓丹;薛艺琳;薛江炜;其他发明人请求不公开姓名
专利状态：	有效
申请日期：	2018-06-21T00:00:00+0800
发布日期：	2019-12-31T00:00:00+0800
申请号：	CN201810639940.3
公开号：	CN110629803A
分类号：	E02D33/00(2006.01);E;E02;E02D;E02D33
申请人地址：	030027 山西省太原市万柏林区望景路9号滨河花苑2号楼5层7号
主权项：	1.一种静载荷试验的杠杆加载装置及检测方法，其特征在于：所述杠杆装置由一个或一个以上的杠杆单元组成；所述杠杆单元包括一个支点（1A）、一对力臂即动力臂（2D）和阻力臂（2B）、以及分别作用于动力臂（2D）和阻力臂（2B）的动力（D）和阻力（B），动力（D）和阻力（B）的方向相同，支点（1A）受到的合力为支点力（A），支点力（A）平衡动力（D）和阻力（B）、并与动力（D）和阻力（B）的方向相反；在所述杠杆单元中，所述支点（1A）为锚固体（1）与力臂（2）的铰接连接点；所述锚固体（1）为一个或一个以上永久、或临时置入地下的锚杆或锚桩，多个锚杆或锚桩通过横梁连接，横梁再与力臂（2）铰接连接；所述力臂（2）为连续梁、桁架、钢架或其组合体；所述杠杆单元的动力装置为至少一个推拉动力设备（3），推拉动力设备（3）作用于力臂（2）的一端和/或两端；力臂（2）的两端分别连接或通过推拉动力设备（3）作用于静载荷试验的测试体（5）和平衡体（6）；所述静载荷试验的测试体（5）为需检测压拔承载力的地基土、和/或增强体；所述静载荷试验的平衡体（6）为地基土、和/或地面以下的锚桩或锚杆、和/或地面堆载及其组合，用于与测试体（5）杠杆平衡；静载荷试验的测试体（5）与平衡体（6）分别位于锚固体（1）的两侧，力臂（2）以锚固体（1）的合力支点（1A）为界分为一对力臂即动力臂（2D）和阻力臂（2B）；定义杠杆单元中作用于测试体（5）的合力为测试力（Fcs），测试力（Fcs）的作用点与锚固体（1）的支点（1A）之间的力臂为测试力臂（Lcs），定义杠杆单元中作用于平衡体（6）的合力为平衡力（Fph），平衡力（Fph）的作用点与锚固体（1）的支点（1A）之间的力臂为平衡力臂（Lph），设定平衡力臂（Lph）的长度大于测试力臂（Lcs）的长度，定义平衡力臂（Lph）长度与测试力臂（Lcs）长度的比值为杠杆系数，平衡力（Fph）与测试力（Fcs）方向相同、与支点力（A）的方向相反；力臂（2）的两端或其中一端放置推拉动力设备（3），推拉动力设备（3）作用于测试体（5）和/或平衡体（6），测试力（Fcs）和平衡力（Fph）作为杠杆单元的动力（D）和阻力（B）的情形包括三种方式之一：第一种，推拉动力设备（3）单独作用于测试体（5），测试体（5）产生反作用力作为动力（D）、并由平衡体（6）提供阻力，即测试力（Fcs）为动力（D），平衡力（Fph）为阻力（B），测试力臂（Lcs）为动力臂（2D），平衡力臂（Lph）为阻力臂（2B）；第二种，推拉动力设备（3）单独作用于平衡体（6），平衡体（6）产生反作用力作为动力（D）、并由测试体（5）提供阻力，即测试力（Fcs）为阻力（B），平衡力（Fph）为动力（D），测试力臂（Lcs）为阻力臂（2B），平衡力臂（Lph）为动力臂（2D）；第三种，推拉动力设备（3）同时作用于测试体（5）和平衡体（6），测试体（5）和平衡体（6）相互产生作为动力（D）和阻力（B）的反作用力，测试力（Fcs）或平衡力（Fph）相互作为动力（D）或阻力（B），测试力臂（Lcs）和平衡力臂（Lph）相互作为动力臂（2D）或阻力臂（2B）；所述杠杆装置中多于一个的杠杆单元对应同一测试体（5），杠杆单元围绕测试体（5）的中心点（O）布置，全部杠杆单元的测试力（Fcs）对测试体（5）中心点（O）的力矩之和为零、或力矩之和的绝对值小于设定的阈值。 2.如权利要求1所述的一种静载荷试验的杠杆加载装置及检测方法，其特征在于：所述加载方法包括步骤： S01，选择和/或设置锚固体（1），包括选择测试体（5）周边已有的工程桩作为锚固体（1），和/或置入新的可回收或不可回收的锚杆或锚桩，在任一档杆单元中，锚固体（1）需要承担的抗力不小于所在杠杆单元需要提供的测试力（Fcs）加上该测试力（Fcs）与杠杆系数倒数的乘积，全部杠杆单元锚固体（1）需要承担的抗力之和不小于对测试体（5）进行检测所需的压拔值加上所述压拔值与杠杆系数倒数的乘积； S02，以测试体（5）的中心点（O）为端点，在与锚固体（1）的支点（1A）形成射线的方向和位置选择和/或设置平衡体（6），包括在地基土上放置压板以地基土作为平衡体（6），和/或选择已有的工程桩作为平衡体（6），和/或置入新的可回收或不可回收的锚杆或锚桩作为平衡体（6），和/或在地面堆载作为平衡体（6），平衡体（6）需承担的抗力不小于所在杠杆单元需要提供测试力（Fcs）与杠杆系数的乘积； S03，分别安装各杠杆单元的力臂（2），将作为力臂（2）的连续梁、桁架、钢架或其组合体放置在所在杠杆单元平衡体（6）、锚固体（1）、和测试体（5）加载点的对应位置，在平衡体（6）和/或测试体（5）的位置放置千斤顶作为推拉动力设备（3），力臂（2）与平衡体（6）、测试体（5）和锚固体（1）的受力点接触、连接、或通过推拉动力设备（3）传力； S04，推拉动力设备（3）伸长或收缩，按照设定的荷载分级施加外力作用于平衡体（5）和/或测试体（6），实现所在杠杆单元的加载，每一分级荷载下，控制不同杠杆单元作用于测试体（5）的推拉动力设备的伸缩位移量相同，控制作用于平衡体（5）的各个杠杆单元推拉动力设备的伸缩位移量为同一测试体（5）的位移量乘以各杠杆单元的杠杆系数。 3.如权利要求1、权利要求2所述的一种静载荷试验的杠杆加载装置及检测方法，其特征在于：所述装置还包括基准梁和基准桩、以及基座放置在基准梁上的位移表，基准桩设置在距离测试体设定距离以外，基准梁设置于测试体上方并与基准桩相连接，所述位移表靠近测试体、测量测试体的位移值，所述检测方法还包括步骤： S05，测量记录测试体（5）在每一分级荷载对应的位移值。 4.如权利要求1所述的一种静载荷试验的杠杆加载装置及检测方法，其特征在于：所述装置的锚固体（1）带有拉索（21）和锁具（22），拉索（21）一端与锚固体（1）连接，另一端穿过力臂（2）与锁具（22）连接并通过锁具（22）与力臂（2）固定，用于当平衡体（6）和测试体（5）受压并对力臂（2）作用向下的动力（D）和阻力（B）时，带动张拉拉索（21）受拉并对力臂（2）作用向上的支点力（A）。 5.如权利要求1所述的一种静载荷试验的杠杆加载装置及检测方法，其特征在于：测试力（Fcs）、和/或平衡力（Fph）、和/或支点力（A）的受力部位采用球面接触。 6. 如权利要求1所述的一种静载荷试验的杠杆加载装置及检测方法，其特征在于：所述装置还包括拓展体（51），用于缩短杠杆单元中测试力臂（Lcs）的长度和/或作为堆载平台，所述拓展体（51）为板、块、梁、或钢架，拓展体（51）位于测试体（5）和力臂（2）之间，并与测试体（5）和力臂（2）接触或连接，拓展体（51）在水平方向的尺寸大于测试体（5）在水平方向的尺寸，杠杆单元将测试力（Fcs）作用于拓展体（51）的边缘，再通过拓展体（51）传递到测试体（5），全部杠杆单元的测试力（Fcs）对测试体（5）中心点（O）的力矩之和为零、或力矩之和的绝对值小于设定的阈值，带有堆载时全部堆载的重力对测试体（5）中心点（O）的力矩与全部杠杆单元的测试力（Fcs）对测试体（5）中心点（O）的力矩之和为零、或力矩之和的绝对值小于设定的阈值。 7.如权利要求1所述的一种静载荷试验的杠杆加载装置及检测方法，其特征在于：多个锚杆或锚桩首先通过横向次梁连接，不少于一个的横向次梁连接到横向主梁，横向主梁再与力臂（2）铰接连接。
所属类别：	发明专利