樁箱基礎(chǔ)水平循環(huán)荷載剪切變形試驗(yàn)裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種樁箱基礎(chǔ)水平循環(huán)荷載剪切變形試驗(yàn)裝置，包括模型箱(2)，模型箱(2)內(nèi)盛有粉砂(3上面覆以砂石墊層(4)，之上放置沉箱(5)，還包括多根位于沉箱(5)下方的試驗(yàn)樁(6)，還包括水平置于沉箱(5)上部的豎向反力梁(11)，和千斤頂(12)；還包括豎直置于沉箱(5)一側(cè)的水平反力梁(13)，在水平反力梁(13)與沉箱(4)之間設(shè)有液壓伺服器(14)；在所述液壓伺服器(14)的端部設(shè)有拉壓傳感器(15)，在每根試驗(yàn)樁(6)上貼有多個(gè)應(yīng)變片(16)，在沉箱(5)側(cè)壁設(shè)有位移計(jì)(17)。本發(fā)明的試驗(yàn)裝置，能直觀形象地觀察和研究樁箱基礎(chǔ)在水平循環(huán)荷載下的剪切變形和破壞機(jī)理，且結(jié)構(gòu)簡單。
【專利說明】
樁箱基礎(chǔ)水平循環(huán)荷載剪切變形試驗(yàn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于粧箱基礎(chǔ)試驗(yàn)裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種能直觀形象地觀察和研究粧箱基礎(chǔ)在水平循環(huán)荷載下的剪切變形和破壞機(jī)理，且結(jié)構(gòu)簡單的粧箱基礎(chǔ)水平循環(huán)荷載剪切變形試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]沉箱是深水基礎(chǔ)的重要形式之一。將沉箱基礎(chǔ)與粧基礎(chǔ)進(jìn)行組合形成復(fù)合基礎(chǔ)-砂石墊層粧箱基礎(chǔ)，可有效地解決深水橋梁對(duì)基礎(chǔ)承載力要求較高的問題。
[0003]但是，深水基礎(chǔ)工程長期受地震、波浪等具有明顯周期性的循環(huán)荷載的作用，會(huì)產(chǎn)生水平循環(huán)累積位移，導(dǎo)致基礎(chǔ)傾斜，甚至傾覆，影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的服役。因此，對(duì)粧箱基礎(chǔ)在水平循環(huán)荷載下的剪切變形研究重大。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)尚未發(fā)現(xiàn)有直接關(guān)于粧箱基礎(chǔ)水平荷載試驗(yàn)裝置，但有其他類型水平荷載試驗(yàn)裝置，如文獻(xiàn)“村鎮(zhèn)建筑簡易消能減震技術(shù)抗震性能研究.卜長明.[D].重慶:重慶大學(xué)，2012.”設(shè)計(jì)了水平剪切試驗(yàn)裝置對(duì)砌體房屋墻體進(jìn)行了低周反復(fù)加載試驗(yàn)所述，包括豎向和水平向反力梁、加載梁、水平液壓千斤頂及力傳感器、位移計(jì)、圈梁、地梁。
[0005]其缺點(diǎn)是:不能直觀形象地觀察和研究土工模型箱內(nèi)粧箱基礎(chǔ)在水平循環(huán)荷載下的剪切變形和破壞機(jī)理，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種粧箱基礎(chǔ)水平循環(huán)荷載剪切變形試驗(yàn)裝置，能直觀形象地觀察和研究粧箱基礎(chǔ)在水平循環(huán)荷載下的剪切變形和破壞機(jī)理，且結(jié)構(gòu)簡單。
[0007]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:
[0008]—種粧箱基礎(chǔ)水平循環(huán)荷載剪切變形試驗(yàn)裝置，包括固定于地面的模型箱，所述模型箱上部開口，所述模型箱內(nèi)盛有粉砂，粉砂上面覆以砂石墊層，所述砂石墊層之上放置沉箱，還包括多根試驗(yàn)粧，所述試驗(yàn)粧位于沉箱方，其下部插入粉砂中，上部伸入砂石墊層中，所述砂石墊層的厚度為試驗(yàn)粧直徑的二倍，試驗(yàn)粧伸入砂石墊層部分的長度與其直徑相等;還包括水平置于沉箱上部的豎向反力梁，所述豎向反力梁兩端與模型箱側(cè)壁固定連接，在豎向反力梁與沉箱之間設(shè)有用于向沉箱施加豎向荷載的千斤頂;還包括豎直置于沉箱一側(cè)的水平反力梁，所述水平反力梁下端固定在地面上，在水平反力梁與沉箱之間設(shè)有用于向沉箱施加水平循環(huán)荷載的液壓伺服器;在所述液壓伺服器的端部設(shè)有用于量測(cè)水平循環(huán)荷載的拉壓傳感器，在每根試驗(yàn)粧上貼有多個(gè)應(yīng)變片，在沉箱側(cè)壁設(shè)有位移計(jì)。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為:
[0010]能直觀形象地觀察和研究粧箱基礎(chǔ)在水平循環(huán)荷載下的剪切變形和破壞機(jī)理，且結(jié)構(gòu)簡單。模型箱采用透明鋼化玻璃制作，可直觀地觀測(cè)沉箱水平剪切過程，水平向液壓伺服器可對(duì)沉箱施加水平循環(huán)加載，更好地模擬粧箱基礎(chǔ)擬靜力地震動(dòng)分析。
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明粧箱基礎(chǔ)水平循環(huán)荷載剪切變形試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明粧箱基礎(chǔ)水平循環(huán)荷載剪切變形試驗(yàn)裝置的俯視圖。
[0014]圖中，地面I，模型箱2，粉砂3，砂石墊層4，沉箱5，試驗(yàn)粧6，豎向反力梁11，千斤頂12，水平反力梁13，液壓伺服器14，拉壓傳感器15，應(yīng)變片16，位移計(jì)17，CXD高清攝像機(jī)18，高分辨率數(shù)碼相機(jī)19。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，本發(fā)明粧箱基礎(chǔ)水平循環(huán)荷載剪切變形試驗(yàn)裝置，
[0016]包括固定于地面I的模型箱2，所述模型箱2上部開口，所述模型箱2內(nèi)盛有粉砂3，粉砂3上面覆以砂石墊層4，所述砂石墊層4之上放置沉箱5，還包括多根試驗(yàn)粧6，所述試驗(yàn)粧6位于沉箱5下方，其下部插入粉砂3中，上部伸入砂石墊層4中，所述砂石墊層4的厚度為試驗(yàn)粧6直徑的二倍，試驗(yàn)粧6伸入砂石墊層4部分的長度與其直徑相等；
[0017]還包括水平置于沉箱5上部的豎向反力梁11，所述豎向反力梁11兩端與模型箱I側(cè)壁固定連接，在豎向反力梁11與沉箱4之間設(shè)有用于向沉箱4施加豎向荷載的千斤頂12;
[0018]還包括豎直置于沉箱5—側(cè)的水平反力梁13，所述水平反力梁13下端固定在地面I上，在水平反力梁13與沉箱4之間設(shè)有用于向沉箱4施加水平循環(huán)荷載的液壓伺服器14;
[0019]在所述液壓伺服器14的端部設(shè)有用于量測(cè)水平循環(huán)荷載的拉壓傳感器15，在每根試驗(yàn)粧6上貼有多個(gè)應(yīng)變片16，在沉箱5側(cè)壁設(shè)有位移計(jì)17。
[0020]在模型箱I外設(shè)有用于對(duì)加載過程中的砂石墊層進(jìn)行追蹤拍攝的CCD高清攝像機(jī)18和高分辨率數(shù)碼相機(jī)19。
[0021]所述模型箱2采用透明鋼化玻璃制成。
[0022]所述位移計(jì)17的表座固定在水平反力梁13上。以消除沉箱整體水平移動(dòng)的影響。
[0023]所述應(yīng)變片16成對(duì)粘貼在試驗(yàn)粧6兩側(cè)。
[0024]本發(fā)明粧箱基礎(chǔ)水平循環(huán)荷載剪切變形試驗(yàn)裝置的操作過程如下:
[0025](I)將粉砂采用落雨式裝入模型箱中，粉砂制樣到模型粧粧頂位置時(shí)，停止落砂，分層入槽后刮平并輕夯逐點(diǎn)夯實(shí)；
[0026](2)將模型粧預(yù)埋入粉砂中，粧身內(nèi)壁對(duì)稱貼上應(yīng)變片，在試驗(yàn)槽內(nèi)按預(yù)先設(shè)定的地點(diǎn)和深度定位;在模型粧粧頂鋪設(shè)砂石墊層制樣，并整平砂石墊層表面；
[0027](3)在砂石墊層上面布置沉箱和加載裝置，豎向采用千斤頂對(duì)沉箱頂部施加荷載，水平向采用液壓伺服器進(jìn)行循環(huán)反復(fù)加載，在液壓伺服器端部安裝拉壓傳感器，用來量測(cè)水平循環(huán)荷載;位移計(jì)表座應(yīng)固定在反力架上，以消除沉箱整體水平移動(dòng)的影響；
[0028](4)水平荷載采用兩階段加載法，第一階段為荷載控制加載階段，荷載增量控制在較小范圍內(nèi)；當(dāng)沉箱水平位移達(dá)到5mm后，改用位移控制加載，并以5mm為位移增量加載，當(dāng)位移量達(dá)到I OOmm時(shí)，試驗(yàn)結(jié)束，每級(jí)荷載(位移)往復(fù)循環(huán)兩次；
[0029](5)(XD高清攝像機(jī)和高分辨率數(shù)碼相機(jī)分別架設(shè)于模型箱正面，透過鋼化玻璃對(duì)加載過程中的砂石墊層進(jìn)行追蹤拍攝，利用圖像相關(guān)處理軟件分析試驗(yàn)拍攝照片，對(duì)砂石墊層進(jìn)行變形量測(cè)與解釋，分析出墊層顆粒的剪切帶，提取砂石墊層的水平破壞模式。
[0030]本發(fā)明從微觀方面來研究粧箱基礎(chǔ)下砂石墊層的剪切性能，利用數(shù)字照相量測(cè)技術(shù)，對(duì)砂石墊層數(shù)碼照片進(jìn)行識(shí)別，分析出墊層顆粒的剪切帶，提取砂石墊層的水平破壞模式，為粧箱基礎(chǔ)下砂石墊層水平抗剪切特性提供理論基礎(chǔ)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種粧箱基礎(chǔ)水平循環(huán)荷載剪切變形試驗(yàn)裝置，其特征在于: 包括固定于底板(I)的模型箱(2)，所述模型箱(2)上部開口，所述模型箱(2)內(nèi)盛有粉砂(3)，粉砂(3)上面覆以砂石墊層(4)，所述砂石墊層(4)之上放置沉箱(5)，還包括多根試驗(yàn)粧(6)，所述試驗(yàn)粧(6)位于沉箱(5)下方，其下部插入粉砂(3)中，上部伸入砂石墊層(4)中，所述砂石墊層(4)的厚度為試驗(yàn)粧(6)直徑的二倍，試驗(yàn)粧(6)伸入砂石墊層(4)部分的長度與其直徑相等； 還包括水平置于沉箱(5)上部的豎向反力梁(11)，所述豎向反力梁(11)兩端與模型箱(2)側(cè)壁固定連接，在豎向反力梁(11)與沉箱(4)之間設(shè)有用于向沉箱(4)施加豎向荷載的千斤頂(12); 還包括豎直置于沉箱(5)—側(cè)的水平反力梁(13)，所述水平反力梁(13)下端固定在底板(I)上，在水平反力梁(13)與沉箱(4)之間設(shè)有用于向沉箱(4)施加水平循環(huán)荷載的液壓伺服器(14); 在所述液壓伺服器(14)的端部設(shè)有用于量測(cè)水平循環(huán)荷載的拉壓傳感器(15)，在每根試驗(yàn)粧(6)上貼有多個(gè)應(yīng)變片(16)，在沉箱(5)側(cè)壁設(shè)有位移計(jì)(17)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于:在模型箱(I)外設(shè)有用于對(duì)加載過程中的砂石墊層進(jìn)行追蹤拍攝的CCD高清攝像機(jī)(18)和高分辨率數(shù)碼相機(jī)(19)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述模型箱(2)采用透明鋼化玻璃制成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述位移計(jì)(17)的表座固定在水平反力梁(13)上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述應(yīng)變片(16)成對(duì)粘貼在試驗(yàn)粧(6)兩側(cè)。
【文檔編號(hào)】G01N3/36GK105842094SQ201610313127
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年5月12日
【發(fā)明人】朱小軍, 費(fèi)康, 洪家寶, 孔偉陽, 李文帥, 許朝陽
【申請(qǐng)人】揚(yáng)州大學(xué)