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原文传递一种多功能荷载钙质砂桩基模型试验装置

专利名称：	一种多功能荷载钙质砂桩基模型试验装置
摘要：	本实用新型公开了一种多功能荷载钙质砂桩基模型试验装置，涉及岩土力学试验领域。本实用新型的结构是：在上回型支架的下面分别设置有动静荷载施加单元、锤击荷载施加单元和扭转荷载施加单元；在中回型支架的上面设置有桩基压力室单元，在桩基压力室单元内置有桩基单元；在中回型支架的下面设置有应变控制单元和土体固结应力比施加单元；在下回型支架的上面设置有水压力加载单元；水压力加载单元与桩基压力室单元连通，提供孔隙水压力和土体外部围压；其它单元分别与桩基压力室单元相连，提供多种荷载；桩基压力室单元、数据采集仪和计算机依次连接，获取试验数据。本装置用于测定桩基的极限承载力和模拟桩基服役过程中受到的环境荷载和工程荷载状态下桩基的沉降和承载特性。
专利类型：	实用新型
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	中国科学院武汉岩土力学研究所
发明人：	王帅;许国顺;董云洁;李昇昊;林胜强;朱晶;蔡云辉;雷学文;孟庆山;阎钶;魏厚振;徐亚飞;谢凌峰
专利状态：	有效
申请日期：	2018-10-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-16T00:00:00+0800
申请号：	CN201821660251.2
公开号：	CN209114518U
代理机构：	武汉宇晨专利事务所
代理人：	黄瑞棠
分类号：	E02D33/00(2006.01);E;E02;E02D;E02D33
申请人地址：	430071 湖北省武汉市武昌区八一路小洪山中区
主权项：	1.一种多功能荷载钙质砂桩基模型试验装置，其特征在于：本装置包括试验对象——桩基单元(000)；设置有支架单元(100)、桩基压力室单元(200)、动静荷载施加单元(300)、锤击荷载施加单元(400)、应变控制单元(500)、水压力加载单元(600)、动力源单元(700)、土体固结应力比施加单元(800)和扭转荷载施加单元(900)、数据采集仪(1000)和计算机(1100)；其位置和连接关系是：在支架单元(100)上设置有上、中、下回型支架(111、112、113)；在上回型支架(111)的下面分别设置有动静荷载施加单元(300)、锤击荷载施加单元(400)和扭转荷载施加单元(900)；在中回型支架(112)的上面设置有桩基压力室单元(200)，在桩基压力室单元(200)内置有桩基单元(000)；在中回型支架(112)的下面设置有应变控制单元(500)和土体固结应力比施加单元(800)；在下回型支架(113)的上面设置有水压力加载单元(600)；设置在支架单元(100)外的动力源单元(700)通过管筒分别与动静荷载施加单元(300)、锤击荷载施加单元(400)、水压力加载单元(600)、土体固结应力比施加单元(800)及扭转荷载施加单元(900)连通，提供动力；水压力加载单元(600)通过管筒与桩基压力室单元(200)连通，提供孔隙水压力和土体外部围压；动静荷载施加单元(300)、锤击荷载施加单元(400)、应变控制单元(500)、土体固结应力比施加单元(800)及扭转荷载施加单元(900)的活动部分分别与桩基压力室单元(200)相连，提供多种荷载；在支架单元(100)外还设置有数据采集仪(1000)和计算机(1100)，桩基压力室单元(200)、数据采集仪(1000)和计算机(1100)依次连接，获取试验数据。 2.按权利要求1所述的一种多功能荷载钙质砂桩基模型试验装置，其特征在于：所述的桩基单元(000)是本装置的试验对象，包括桩侧土(010)、桩端土(020)、橡皮膜(030)、土样帽(040)和模型桩(050)；土样帽(040)、桩侧土(010)和桩端土(020)依次连接成一个圆柱体，在圆柱体的外壁包裹有橡皮膜(030)，模型桩(050)的下部依次插入土样帽(040)和桩侧土(010)；模型桩(050)包括模型桩上帽(051)、销钉(052)、模型桩左半部分(0531)、模型桩右半部分(0532)、模型桩下帽(054)、土压力盒(055)和应变片(056)、出线孔(057)、水平尺(058)、电位移计(059)、齿轮(0510)、扭转固定螺丝(0511)；应变片(056)贴在模型桩左半部分(0531)和模型桩右半部分(0532)的内壁上，土压力盒(055)置于模型桩下帽(214)中；应变片(056)与数据采集仪(1000)连接；土压力盒(055)与数据采集仪(1000)连接；扭转固定螺丝(0511)穿过齿轮(0510)和水平尺(058)的一端和模型桩上帽(051)的中心连接固定，在水平尺(058)的另一端连接有电位移计(059)，电位移计(059)通过磁性表座固定在支架单元(100)上；应变片(056)用于测定模型桩(050)的桩身应变，土压力盒(055)用于测定模型桩下帽(054)处的桩端土(020)的压力变化，电位移计(059)用于测定模型桩上帽(051)处的竖向沉降。 3.按权利要求1所述的一种多功能荷载钙质砂桩基模型试验装置，其特征在于：所述的桩基压力室单元(200)包括上部玻璃罩(220)、底盘(230)和密封件(240)；上部玻璃罩(220)和底盘(230)上下连接成一个容器，在容器内装入桩基单元(000)，模型桩(050)和上部玻璃罩(220)之间通过密封件(240)密封。 4.按权利要求1所述的一种多功能荷载钙质砂桩基模型试验装置，其特征在于：所述的动静荷载施加单元(300)包括上下连接的动静气缸(310)和动静传力杆(320)；动静气缸(310)通过螺母与支架单元(100)的上回型支架(111)紧密连接；动静气缸(310)的活动端连接有动静传力杆(320)。 5.按权利要求1所述的一种多功能荷载钙质砂桩基模型试验装置，其特征在于：所述的锤击荷载施加单元(400)包括依次连接的锤击第1气缸(410)、锤击第1传力杆(420)、连接盘(430)、锤击第2气缸(440)、锤击第2传力杆(450)和夯击模块(460)；夯击模块(460)由夯击杆(461)和小车(462)构成，在夯击杆(461)上设置有小车(462)。 6.按权利要求1所述的一种多功能荷载钙质砂桩基模型试验装置，其特征在于：所述的水压力加载单元(600)包括围压孔水压力气缸(610)、孔压孔水压力气缸(620)、围压孔加水气缸(630)、孔压孔加水气缸(640)、围压孔管筒(650)、孔压孔管筒(660)、围压孔活塞杆(670)、孔压孔活塞杆(680)和底板(690)；围压孔水压力气缸(610)、围压孔活塞杆(670)、围压孔加水气缸(630)、围压孔管筒(650)依次连接；孔压孔水压力气缸(620)、孔压孔活塞杆(680)、孔压孔加水气缸(640)、孔压孔管筒(660)依次连接；底板(690)作为水压力加载单元(600)的支撑体。 7.按权利要求1所述的一种多功能荷载钙质砂桩基模型试验装置，其特征在于：所述的固结应力比施加单元(800)包括压力传递支架(810)、应力比连接板(820)和压力施加模块(830)；其位置和连接关系是：在压力传递支架(810)上开有凹槽与压力施加模块(830)相连，在压力施加模块(830)的上方设置有应力比连接板(820)；应力比连接板(820)通过螺栓螺母与中回型支架(112)相连；压力传递支架(810)呈长方形，在压力传递支架(810)中间开设有比模型桩(050)直径略大、比土样帽(040)直径略小的孔洞，与土样帽(040)连接；应力比连接板(820)是一块长方形板；压力施加模块(830)包括气缸(831)、压力传感器(832)、T字形铁尺(833)和第1、2位移计(8341、8342)；其位置和连接关系是：气缸(831)、压力传感器(832)和T字形铁尺(833)依次连接，在T字形铁尺(833)的两端分别设置有第1、2位移计(8341、8342)。 8.按权利要求1所述的一种多功能荷载钙质砂桩基模型试验装置，其特征在于：所述的扭转荷载施加单元(900)包括左连接杆(910)、扭转荷载左半部分(920)、扭转荷载右半部分(940)、右连接杆(930)；扭转荷载左半部分(920)和扭转荷载右半部分(940)分别置于桩基压力室单元(200)的两侧；通过其上部设置的左连接杆(910)和右连接杆(930)与上回型支架(111)相连；齿轮(0510)与模型桩(050)的模型桩上帽(051)通过扭转固定螺丝(0511)连接；扭转荷载左半部分(920)由左气缸(921)、第1左扭转压力传感器(922)、左扭转T字形铁尺(924)和左齿条(925)依次连接构成，扭转左第1位移计(9231)和扭转左第2位移计(9232)分别设置于左扭转T字形铁尺(924)的两端；扭转荷载右半部分(940)由右气缸(941)、第2右扭转压力传感器(942)、右扭转T字形铁尺(944)和右齿条(945)依次连接构成，扭转右第3位移计(9431)和扭转右第4位移计(9432)分别设置于右扭转T字形铁尺(944)的两端。
所属类别：	实用新型