一种扩展基础足尺试验装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种扩展基础足尺试验装置，包括基坑，基坑底部设置有埋于回填土层中的基底反力测量装置，所述基底反力测量装置上方放置有扩展基础试件，所述扩展基础试件顶部安装有传力短柱，扩展基础试件上设置有应变测量装置，还包括液压静力压桩机，液压静力压桩机的钳口夹有位于传力短柱上方的传力素混凝土桩。本实用新型使用液压静力压桩机代替了反力架千斤顶体系，有效提高针对大宽高比混凝土扩展基础足尺试验的实验效率，节省成本且减少了时间；得出应当在钢弦式土压力盒上方设置厚度为4至10厘米细砂，使应力很好分布，增加试验精度；在扩展基础试件顶部焊有刚性压板，不仅可以模拟柱子截面，还将传立柱给的载荷均匀传递给扩展基础试件。
【专利说明】
一种扩展基础足尺试验装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种输电线路的混凝土扩展基础设计领域，具体涉及一种扩展基础足尺试验装置。
【背景技术】
[0002]目前，混凝土扩展基础是输电线铁塔的主要形式之一。特高压输电线路建设中，基础造价占总体投资的16%?20%，因此基础的优化设计对于节省工期与造价起着重要作用。
[0003]减少地基土的开挖深度，即降低基础台阶的高度，从经济的角度来说可以大幅度减少造价，并且可以加快工期。但是，混凝土扩展基础严格遵守现行国家行业标准中台阶宽高比不超过2.5的要求，所以降低基础台阶的高度，混凝土扩展基础的台阶宽高比就会超过规范限制。而且在使用混凝土扩展基础的时候，由于下压力越来越大，以及部分地质情况地基承载力低，基础底板面积往往需要增大。实际上，混凝土扩展基础宽高比不超过2.5的限值是基于基础底部应力平截面分布假定的需求出发的，突破目前对混凝土扩展基础台阶宽高比限制的要求，需要对台阶宽高比超过2.5的大宽高比混凝土扩展基础的基底反力分布情况进行试验研究，以更好地认识这一类基础的受力特性与基底反力分布规律。
[0004]对于大宽高比混凝土扩展基础而言，室外足尺试验更能客观地反映出其真实受力特性，但是，传统的混凝土扩展基础足尺试验装置采用搭设千斤顶反力架体系作为加载装置，如果针对大宽高比的混凝土扩展基础，则需要大范围地搭设反力架和千斤顶，不但浪费时间而且也不经济，增加了足尺试验的成本。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是针对传统的混凝土扩展基础足尺试验装置的缺陷，提供一种扩展基础足尺试验装置，解决传统的混凝土扩展基础足尺试验装置在对宽高比大于2.5的扩展基础进行试验时，需要大范围搭设反力架和千斤顶而造成浪费时间、增加试验成本的问题。
[0006]本实用新型通过下述技术方案实现:一种扩展基础足尺试验装置，包括基坑，所述基坑底部设置有埋于回填土层中的基底反力测量装置，所述基底反力测量装置上方放置有扩展基础试件，所述扩展基础试件顶部安装有传力短柱，扩展基础试件上设置有应变测量装置，还包括液压静力压粧机，所述液压静力压粧机的钳口夹有位于传力短柱上方的传力素混凝土粧。现有技术中，为了客观地检测混凝土扩展基础的受力特性与基底反力分布规律，一般都采用足尺试验，传统的混凝土扩展基础足尺试验使用加载设备为反力架和千斤顶，但是，对大宽高比的混凝土扩展基础，即比一般混凝土扩展基础矮、底面积大的混凝土扩展基础，进行足尺试验时，传统的混凝土扩展基础足尺试验加载系统则需要大面积的搭建反力架和千斤顶，不仅浪费时间，而且增大了试验成本，使足尺试验的效率降低。为了解决上述问题，本实用新型提供了一种对大宽高比混凝土扩展基础进行足尺试验的装置，该装置使用液压静力压粧机作为加载装置，实际工程中作用于混凝土基础顶部的轴心压力或偏心压力可以用液压静力压粧机产生的垂直静压力来模拟，液压静力压粧机较反力架具有拥有移动方便、成本低、施工时无噪音、无振动、无污染的优点，不仅缩短了足尺试验的时间还节约了试验成本。通过液压静力压粧机的钳口夹住传力素混凝土粧，传力素混凝土粧底部通过对传力短柱顶部施加载荷，从而对扩展基础试件施加载荷，设置在扩展基础试件上的应变测量装置可以精确地测量出扩展基础试件所发生的应变，设置在扩展基础试件底部的基底反力测量装置可以获得扩展基础试件的基底反力分布，通过上述数据就可以对混凝土扩展基础的受力特性、应变状态与基底反力分布进行分析，以判断混凝土扩展基础宽高比是否可以超过2.5的限值。
[0007]进一步地，所述传力短柱顶部和传力素混凝土粧底部设置有尺寸相同的凹槽，所述凹槽内设置有压力传感器，所述压力传感器连接有压力测定仪器。当传力短柱顶部和传力素混凝土粧底部接触时，形成的凹槽内壳设置压力传感器，压力传感器的尺寸最好和凹槽尺寸相匹配，可避免在加载时压力传感器发生移动，设置好压力传感器后，通过外接的压力测定仪器可以实测每级荷载的大小，便于在加载过程中控制加载速度使荷载稳定。另外，压力传感器也可以设置在液压静力压粧机的钳口与传力素混凝土粧之间、传力短柱与扩展基础试件之间、水平放置在传力素混凝土粧或传力短柱内部。
[0008]进一步地，所述传力短柱与扩展基础试件之间设置有同传力短柱直径相同的刚性压板。在扩展基础试件顶部焊一块与传力短柱尺寸相当的刚性压板，刚性压板不仅可以用来模拟柱子截面，还起到将传立柱给的载荷均匀传递给扩展基础试件的作用。
[0009]进一步地，所述应变测量装置包括应变片，所述应变片连接有静态应变测量仪。根据扩展基础试件的宽高比，在扩展基础试件周围合理地设置应变片，应变片将数据传输给外接的应变测量仪，通过应变测量仪可以观察到扩展基础试件在受到顶部传来的载荷后所产生的应变。应变片在使用时，需要先在混凝土上找平，并用丙酮将需要监测的位置清洗干净。
[0010]进一步地，所述静态应变测量仪使用DH3816静态应变测量仪软件。使用静态应变测量仪软件可以在电脑中自动记录数据并进行分析，从而减少操作人员的工作量。
[0011]进一步地，所述扩展基础试件与回填土层之间设置有ClO混凝土垫层。ClO混凝土垫层将扩展基础试件底部的载荷均匀施加给底部，便于采集扩展基础试件底部的反力。
[0012]进一步地，所述基底反力测量装置为钢弦式土压力盒，所述钢弦式土压力盒连接有振弦频率检测仪。钢弦式土压力盒与振弦频率检测仪组成的基底反力测量系统装置可以测量扩展基础试件底部的反力。
[0013]进一步地，所述钢弦式土压力盒上方设置有细砂，所述细砂的厚度为4至10厘米。通过试验发现，当测试两种不同材料之间的应力时，在钢弦式土压力盒上方铺有厚度在4至10厘米的细砂可以避免应力集中，便于应力分布。
[0014]进一步地，所述钢弦式土压力盒下方设置有细砂，所述细砂的厚度为2至5厘米。为了防止基坑底部土质的原因影响试验精度，在基坑底部和钢弦式土压力盒之间铺设有2至5厘米的细砂。
[0015]本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果:
[0016]1、本实用新型使用液压静力压粧机代替了反力架和千斤顶体系，有效地提高了针对大宽高比混凝土扩展基础足尺试验的实验效率，节省了成本且减少了时间；
[0017]2、本实用新型通过实践得出应当在钢弦式土压力盒上方设置厚度为4至10厘米的细砂，使应力很好分布，增加了试验的精度；
[0018]3、本实用新型在扩展基础试件顶部焊一块尺寸与传力柱尺寸相当的刚性压板，不仅可以用来模拟柱子截面，还起到将传立柱给的载荷均匀传递给扩展基础试件的作用。
【附图说明】
[0019]此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中:
[0020]图1为本实用新型结构不意图。
[0021]附图中标记及对应的零部件名称:
[0022]1-液体静力压粧机，2-传力素混凝土粧，3-压力传感器，4-压力测定仪器，5-传力短柱，6-刚性压板，7-静态应变测量仪，8-振弦频率检测仪，9-应变片，10-钢弦式土压力盒，11-扩展基础试件，12-混凝土垫层，13-细砂，14-回填土层。
【具体实施方式】
[0023]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例
[0024]如图1所示，本实用新型一种扩展基础足尺试验装置，包括基坑，所述基坑底部设置有埋于回填土层14中的基底反力测量装置，所述基底反力测量装置上方放置有扩展基础试件11，所述扩展基础试件11顶部安装有传力短柱5，扩展基础试件11上设置有应变测量装置，还包括液压静力压粧机I，所述液压静力压粧机I的钳口夹有位于传力短柱5上方的传力素混凝土粧2。进一步地，所述传力短柱5顶部和传力素混凝土粧2底部设置有尺寸相同的凹槽，所述凹槽内设置有压力传感器3，所述压力传感器3连接有压力测定仪器4。进一步地，所述传力短柱5与扩展基础试件11之间设置有同传力短柱5直径相同的刚性压板6。进一步地，所述应变测量装置包括应变片9，所述应变片9连接有静态应变测量仪7。进一步地，所述静态应变测量仪7使用DH3816静态应变测量仪软件。进一步地，所述扩展基础试件11与回填土层14之间设置有混凝土垫层12。进一步地，所述基底反力测量装置为钢弦式土压力盒10，所述钢弦式土压力盒10连接有振弦频率检测仪8。进一步地，所述钢弦式土压力盒10上方设置有细砂13，所述细砂13的厚度为4至10厘米。进一步地，所述钢弦式土压力盒10下方设置有细砂，所述细砂的厚度为2至5厘米。使用本装置时，首先在基坑底部铺一层厚度为2厘米的细砂，根据扩展基础试件11的具体情况在细砂上放置钢弦式土压力盒10，钢弦式土压力盒10外接振弦式频率检测仪8，再用回填土层14填补钢弦式土压力盒10之间的空间，回填土层14比钢弦式土压力盒10高出5厘米，在弦式土压力盒10上铺设厚度为5厘米的细砂13，之后在回填土层14上方设置ClO混凝土垫层12，在ClO混凝土垫层12上放置扩展基础试件11，根据扩展基础试件11尺寸的具体情况在扩展基础试件11上均匀放置应变片9，应变片9外接静态应变测量仪7，静态应变测量仪7使用DH3816静态应变测量仪软件，可自动记录和分析应变数据，扩展基础试件11上方设置有刚性压板6，刚性压板6上方安装传力短柱5，传力短柱5顶部设置有凹槽，凹槽内放置压力传感器3，压力传感器3与压力测定仪器4连接，测量时，使液压静力压粧机I的钳口夹住传力素混凝土粧2，传力素混凝土粧2底部设置有凹槽，调整液压静力压粧机I钳口的位置使传力素混凝土粧2底部的凹槽对准传力短柱5顶部的凹槽，通过液压静力压粧机I和压力测定仪器测得的数据逐渐增加载荷，通过静态应变测量仪自动记录和分析扩展基础试件11随着载荷的增加所产生的形变，再通过振弦式频率检测仪8测得扩展基础试件11底部产生反力，通过这些数据客观地检测混凝土扩展基础的受力特性与基底反力分布规律。
[0025]以上所述的【具体实施方式】，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的【具体实施方式】而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种扩展基础足尺试验装置，包括基坑，所述基坑底部设置有埋于回填土层(14)中的基底反力测量装置，所述基底反力测量装置上方放置有扩展基础试件(11 )，所述扩展基础试件(11)顶部安装有传力短柱(5)，扩展基础试件(11)上设置有应变测量装置，其特征在于，还包括液压静力压粧机(1)，所述液压静力压粧机(I)的钳口夹有位于传力短柱(5)上方的传力素混凝土粧(2)。2.根据权利要求1所述的一种扩展基础足尺试验装置，其特征在于，所述传力短柱(5)顶部和传力素混凝土粧(2)底部设置有尺寸相同的凹槽，所述凹槽内设置有压力传感器(3)，所述压力传感器(3)连接有压力测定仪器(4)。3.根据权利要求1所述的一种扩展基础足尺试验装置，其特征在于，所述传力短柱(5)与扩展基础试件(11)之间设置有同传力短柱(5)直径相同的刚性压板(6)。4.根据权利要求1所述的一种扩展基础足尺试验装置，其特征在于，所述应变测量装置包括应变片(9 )，所述应变片(9 )连接有静态应变测量仪(7 )。5.根据权利要求4所述的一种扩展基础足尺试验装置，其特征在于，所述静态应变测量仪(7 )使用DH3816静态应变测量仪软件。6.根据权利要求1所述的一种扩展基础足尺试验装置，其特征在于，所述扩展基础试件(11)与回填土层(14)之间设置有混凝土垫层(12)。7.根据权利要求1所述的一种扩展基础足尺试验装置，其特征在于，所述基底反力测量装置为钢弦式土压力盒(10)，所述钢弦式土压力盒(10)连接有振弦频率检测仪(8)。8.根据权利要求7所述的一种扩展基础足尺试验装置，其特征在于，所述钢弦式土压力盒(10)上方设置有细砂(13)，所述细砂(13)的厚度为4至10厘米。9.根据权利要求7所述的一种扩展基础足尺试验装置，其特征在于，所述钢弦式土压力盒(10)下方设置有细砂，所述细砂的厚度为2至5厘米。
【文档编号】E02D27/42GK205669219SQ201620552431
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】张哲毅, 李元齐, 黄文芳, 焦听雷, 许可, 罗金辉, 华聪, 顾朝阳
【申请人】国家电网公司, 国网四川省电力公司, 国网四川省电力公司经济技术研究院, 同济大学, 成都城电电力工程设计有限公司