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原文传递测试海洋工程桩基础-土动力响应的多荷载耦合加载装置

专利名称：	测试海洋工程桩基础-土动力响应的多荷载耦合加载装置
摘要：	本发明公开了一种水平、竖向循环荷载和冲击荷载作用下海洋工程桩基础加载装置，特别是多荷载耦合作用下海洋工程桩基础‑土动力响应的试验装置及测试方法。该试验装置包括长方体模型箱、模型钢管桩、固定支架、水平循环荷载加载装置、竖向循环荷载加载装置和水平冲击荷载加载装置。本发明考虑了海洋工程桩基础全生命周期的受荷状态，不仅能同时或分别施加水平循环荷载、竖向循环荷载、水平冲击荷载，还能得到多荷载耦合作用下海洋工程桩基础动力响应及桩土相互作用导致的桩周土刚度弱化规律，对海洋工程桩基础设计、施工和维护具有重要意义。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	中国海洋大学
发明人：	刘红军;胡瑞庚;于鹏;盛腾飞;王兆耀
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-23T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201910063922.X
公开号：	CN109724864A
代理机构：	北京慕达星云知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	李冉
分类号：	G01N3/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	266000 山东省青岛市崂山区松岭路238号
主权项：	1.一种测试海洋工程桩基础-土动力响应的多荷载耦合加载装置，其特征在于，包括长方体模型箱、模型钢管桩、固定支架、水平循环荷载加载装置、竖向循环荷载加载装置和水平冲击荷载加载装置；其中，所述模型箱内装填试验模拟的海床地基，试验模拟海床地基中埋置模型钢管桩，所述固定支架放置在平整地面上；所述水平循环荷载加载装置包括第一电动机、变频调速器、刻度盘、刚性转杆、刚性连杆、滑块、第一弹簧、力传感器、水平循环加载导轨、水平循环加载板、水平循环加载支架、水平加载钢环、第一钢丝绳、第二钢丝绳、第一定滑轮、第二定滑轮、砝码加载盘；其中，所述变频调速器与所述第一电动机连接；所述刻度盘与所述第一电动机的机身焊接连接；所述刚性转杆与所述第一电动机的转轴螺栓连接；所述刚性连杆一端与所述刚性转杆铰接连接，另一端与所述滑块铰接连接；所述刚性转杆、所述刚性连杆、所述滑块、所述铰接式接头组成曲柄滑块机构；所述滑块放置在所述水平循环加载导轨上；所述第一弹簧一端与所述滑块连接，另一端与所述水平循环加载板连接；所述水平循环加载支架由角钢焊接在所述模型箱两侧顶部外壁上；所述第一定滑轮、所述第二定滑轮安装在水平循环加载支架上；所述水平加载钢环套入所述模型钢管桩的外壁上；所述第一钢丝绳一端与所述循环加载板连接，另一端与所述水平加载钢环连接；所述第二钢丝绳一端与所述砝码加载盘连接，另一端与水平加载钢环连接；所述第一钢丝绳、所述第二钢丝绳上设置有力传感器；所述竖向循环荷载加载装置包括第二电动机、变频调速器、刻度盘、转盘、第三钢丝绳、第四钢丝绳、第三定滑轮、第四定滑轮、竖向循环加载导轨、小车、竖向循环加载支架、竖向循环加载板、第二弹簧、力传感器；其中所述变频调速器与所述第二电动机连接；所述刻度盘与所述第二电动机的机身焊接连接；所述转盘与所述第二电动机的转轴螺栓连接；所述竖向循环加载导轨焊接在所述固定支架上；所述第三定滑轮焊接在所述竖向循环加载导轨一侧外壁上；所述竖向循环加载支架由角钢焊接在所述模型箱两侧中部外壁上；所述第四定滑轮安装在所述竖向循环加载支架上；所述小车安装在所述竖向循环加载导轨上；所述第三钢丝绳一端与所述转盘连接，另一端绕过所述第三定滑轮与小车连接；所述竖向循环下加载板一端放置在所述模型钢管桩的桩顶，通过卡扣与所述模型钢管桩的侧壁连接，另一端与所述第二弹簧连接；所述竖向循环上加载板一端与所述第二弹簧连接，另一端绕过所述第四定滑轮与小车连接；第四钢丝绳上设置有力传感器；所述水平冲击荷载加载装置包括第二电动机、变频调速器、刻度盘、转盘、绕线器、第五钢丝绳、第五定滑轮、撞击脱钩装置、撞击杆、冲击加载小车、冲击加载斜导轨、冲击加载水平导轨、冲击加载板、U型卡扣；其中，所述变频调速器与所述第二电动机连接；所述刻度盘与所述第二电动机的机身焊接连接；所述转盘与所述第二电动机的转轴螺栓连接；所述绕线器通过螺栓安装在所述转盘上；所述第五钢丝绳一端与所述绕线器连接，另一端绕过所述第五定滑轮与所述撞击脱钩装置连接；所述冲击加载斜导轨一端焊接在所述固定支架上，另一端与所述冲击加载水平导轨焊接连接；所述第三定滑轮焊接在所述冲击加载斜导轨一侧外壁上；所述冲击加载板与所述U型卡扣螺栓连接并安装在模型钢管桩的外壁上；所述撞击杆焊接在所述冲击加载斜导轨两侧的顶部外壁上；所述撞击脱钩装置包括拉钩、第一联轴、第二联轴、滑轴、转杆、第三弹簧、拉杆；所述拉钩通过所述第一联轴与所述拉杆连接；所述转杆一端通过所述第二联轴与所述拉杆连接，另一端通过所述第三弹簧与所述拉杆连接；所述拉钩的顶端位于所述第二联轴与所述滑轴之间，所述冲击加载小车安装在所述冲击加载斜导轨上，并与所述拉钩连接。 2.根据权利要求1所述的测试海洋工程桩基础-土动力响应的多荷载耦合加载装置，其特征在于，所述模型箱底部为由砾石、PVC排水管、无纺土工布组成的排水系统。 3.根据权利要求2所述的测试海洋工程桩基础-土动力响应的多荷载耦合加载装置，其特征在于，所述模型箱由角钢骨架和透明有机玻璃组成，且所述角钢骨架的四面通过所述透明有机玻璃密封成型。 4.根据权利要求1所述的测试海洋工程桩基础-土动力响应的多荷载耦合加载装置，其特征在于，所述模型钢管桩由无缝不锈钢材料加工而成，并在所述模型钢管桩外壁上每隔一定距离粘贴一对应变片。 5.根据权利要求1所述的测试海洋工程桩基础-土动力响应的多荷载耦合加载装置，其特征在于，所述固定支架由角钢焊接而成，且所述固定支架放置在平整地面上。 6.根据权利要求1～5任一所述的测试海洋工程桩基础-土动力响应的多荷载耦合加载装置，其特征在于，还包括力传感器、位移传感器、数据采集系统；其中，所述位移传感器安装在所述水平循环加载支架上，用于量测所述模型钢管桩的水平位移；所述力传感器用于记录钢丝绳中输出力的大小。
所属类别：	发明专利