专利名称:一种用于离心机上的对桩基施加斜向下荷载的试验装置制造方法
【专利摘要】本实用新型一种用于离心机上的对桩基施加斜向下荷载的试验装置，属于桩基础离心模型试验【技术领域】；解决的技术问题是提供一种用于离心机上的对桩基施加斜向下荷载的试验装置，加载部件轻便灵活，易于试验过程中的拆卸和固定；采用的技术方案是：反力梁通过支撑架固定安装在离心模型箱上方，反力梁的中部侧面上固定安装有杠杆固定板，反力杠杆中部通过销钉安装在杠杆固定板的下部且反力杠杆以销钉为支点可转动，反力杠杆下端与试验桩上端相接触，反力梁一端固定安装有滑轮固定架，滑轮固定架上安装有定滑轮，钢丝绳一端与反力杠杆上端连接且另一端绕过定滑轮连接有加载托板；本实用新型用于桩基础离心模型试验中对桩基施加不同大小的斜向下荷载。
【专利说明】一种用于离心机上的对桩基施加斜向下荷载的试验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型一种用于离心机上的对粧基施加斜向下荷载的试验装置，属于粧基础离心模型试验【技术领域】。
【背景技术】
[0002]土工离心模型试验是根据离心力场和重力场等价原理，并考虑到土工材料的非线性和自重应力对土工结构的影响，把经过缩尺的原型结构物置于倍重力加速度的离心场中，使模型和原型相应点达到应力应变相同、变形相似、破坏机理相同，从而再现原型特性，为理论和数值分析方法提供真实可靠的参考依据。
[0003]实际工程中，粧基础受到的荷载情况十分复杂，粧基不仅会承受竖直和水平向的荷载，也会承受斜向下荷载的作用。例如在港口、桥梁和近海平台等工程中的粧基础，主要是用来承受斜向荷载，而不仅仅是承受水平或竖向荷载。但是，目前粧基础的斜向下加载模型试验中，加载方式是利用千斤顶来对粧顶进行加载，这种方式在用于离心模型试验中极其不便，在离心模型试验中将千斤顶和模型箱一起放入离心室内时，在试验运转过程中人们无法对千斤顶进行操作，也就无法在试验过程中对粧基进行动态的加载，以至于目前只能将离心机暂停运转，试验人员进入离心室对千斤顶进行调整，达到下步荷载的大小，再重新启动离心机，如此反复循环。
实用新型内容
[0004]本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是提供一种用于离心机上的对粧基施加斜向下荷载的试验装置，加载部件轻便灵活，易于试验过程中的拆卸和固定，可满足粧基在离心箱位置的灵活性，加载装置可以准确安装，使离心试验顺利进行。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:一种用于离心机上的对粧基施加斜向下荷载的试验装置，包括支撑架、反力梁、杠杆固定板、反力杠杆、滑轮固定架、定滑轮、钢丝绳和加载托板，反力梁通过支撑架固定安装在离心模型箱上方，反力梁的中部侧面上固定安装有杠杆固定板，杠杆固定板的下部设有滑槽，反力杠杆的中部通过销钉与滑槽配合固定安装在杠杆固定板上且反力杠杆以销钉为支点可转动，反力杠杆的下端与试验粧的上端相接触，所述试验粧的下端固定在离心模型箱内部，反力梁的一端固定安装有L形的滑轮固定架，滑轮固定架的竖板向下设置且横板与反力梁固定连接，滑轮固定架与离心模型箱相对的竖板面上通过滑轮座安装有定滑轮，钢丝绳的一端与反力杠杆上端固定连接，钢丝绳的另一端绕过定滑轮伸向离心模型箱外部下方并连接有加载托板。
[0006]所述滑轮固定架的竖板上设有滑槽，定滑轮的滑轮座固定安装在所述竖板滑槽上，滑轮座在滑槽上的固定位置可调。
[0007]所述的支撑架上设有滑槽，反力梁通过螺栓与滑槽的配合固定安装在支撑架上，反力梁通过螺栓固定在滑槽中的位置可调。
[0008]所述支撑架通过螺栓固定安装在离心模型箱上。
[0009]所述的支撑架和反力梁均为截面方形的钢管。
[0010]本实用新型同现有技术相比所具有的有益效果是:利用砝码的重力拉动反力杠杆绕销钉转动，充分利用离心机内的可控的不同大小的重力场来对粧基施加不同大小的斜向下荷载，根据公式F=ma，离心机设置的加速度不同，砝码的重力F也随之调整，加载部件轻便灵活，易于试验过程中的拆卸和固定，可满足粧基在离心箱位置的灵活性，加载装置可以准确安装，使离心试验顺利进行；通过反力杠杆、定滑轮、钢丝绳和砝码作为加载部件，各部件轻便灵活，易于试验过程中的拆卸和固定；固定板、支撑架和滑轮固定架竖板上的滑槽设计，都使得各部件的安装使用更加灵活。
【附图说明】
[0011]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0012]图1为本实用新型的结构示意图。
[0013]图2为本实用新型中反力杠杆在加载托板上加砝码角度可变的作用机理图。
[0014]图中:1为支撑架，2为反力梁，3为杠杆固定板，4为反力杠杆，5为滑轮固定架，6为定滑轮，7为钢丝绳，8为加载托板，9为离心模型箱，10为试验粧。
【具体实施方式】
[0015]如图1-2所示，本实用新型一种用于离心机上的对粧基施加斜向下荷载的试验装置，包括支撑架1、反力梁2、杠杆固定板3、反力杠杆4、滑轮固定架5、定滑轮6、钢丝绳7和加载托板8，反力梁2通过支撑架I固定安装在离心模型箱9上方，反力梁2的中部侧面上固定安装有杠杆固定板3，杠杆固定板3的下部设有滑槽，反力杠杆4的中部通过销钉与滑槽配合固定安装在杠杆固定板3上且反力杠杆4以销钉为支点可转动，反力杠杆4的下端与试验粧10的上端相接触，所述试验粧10的下端固定在离心模型箱9内部，反力梁2的一端固定安装有L形的滑轮固定架5，滑轮固定架5的竖板向下设置且横板与反力梁2固定连接，滑轮固定架5与离心模型箱9相对的竖板面上通过滑轮座安装有定滑轮6，钢丝绳7的一端与反力杠杆4上端固定连接，钢丝绳7的另一端绕过定滑轮6伸向离心模型箱9外部下方并连接有加载托板8。
[0016]所述滑轮固定架5的竖板上设有滑槽，定滑轮6的滑轮座固定安装在所述竖板滑槽上，滑轮座在滑槽上的固定位置可调。
[0017]所述的支撑架I上设有滑槽，反力梁2通过螺栓与滑槽的配合固定安装在支撑架I上，反力梁2通过螺栓固定在滑槽中的位置可调。
[0018]所述支撑架I通过螺栓固定安装在离心模型箱9上。
[0019]所述的支撑架I和反力梁2均为截面方形的钢管。
[0020]本实用新型的试验方法为:
[0021]使用时将反力梁2通过支撑架I安装在离心模型箱9的顶部，支撑架I与离心模型箱9采用螺栓固定，保证支撑架I和反力梁2在离心试验进行过程中不会脱离和移动；
[0022]当进行粧的斜向加载离心试验时，先将杠杆固定板3与反力梁2的侧面采用螺栓固定，将事先做好预留有孔的钢制的反力杠杆4穿过销钉，销钉作为反力杠杆4的支点，反力杠杆4可以绕其自由转动，杠杆固定板3上设有滑槽，将所述销钉固定安装在滑槽内使反力杠杆4安装位置确定，让反力杠杆4下端与试验粧10粧顶接触，然后根据试验斜向加载所需要与竖直方向夹角的大小，让销钉带动反力杠杆4在杠杆固定板3上的滑槽内左右移动，将反力杠杆4调整至试验所需倾角，保证反力杠杆4的初始位置与竖直方向夹角不会在离心试验进行前改变；
[0023]如图2所示，根据杠杆原理，在加载托板8上放砝码，利用砝码的重力，使钢丝绳7产生拉力，反力杠杆4在支点销钉的作用下，用很小的力，即可提供反力杠杆4的末端斜向下的力，进而对试验粧10施加斜向下荷载。
[0024]上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。例如，本实用新型中所有滑槽均可以采用导轨等其他可以实现其功能的任何形状。
【权利要求】
1.一种用于离心机上的对粧基施加斜向下荷载的试验装置，其特征在于:包括支撑架(1)、反力梁(2)、杠杆固定板(3)、反力杠杆(4)、滑轮固定架(5)、定滑轮(6)、钢丝绳(7)和加载托板(8)，反力梁(2)通过支撑架(I)固定安装在离心模型箱(9)上方，反力梁(2)的中部侧面上固定安装有杠杆固定板(3)，杠杆固定板(3)的下部设有滑槽，反力杠杆(4)的中部通过销钉与滑槽配合固定安装在杠杆固定板(3)上且反力杠杆(4)以销钉为支点可转动，反力杠杆(4)的下端与试验粧(10)的上端相接触，所述试验粧(10)的下端固定在离心模型箱(9)内部，反力梁(2)的一端固定安装有L形的滑轮固定架(5)，滑轮固定架(5)的竖板向下设置且横板与反力梁(2)固定连接，滑轮固定架(5)与离心模型箱(9)相对的竖板面上通过滑轮座安装有定滑轮(6)，钢丝绳(7)的一端与反力杠杆(4)上端固定连接，钢丝绳(7 )的另一端绕过定滑轮(6 )伸向离心模型箱(9 )外部下方并连接有加载托板(8 )。2.根据权利要求1所述的一种用于离心机上的对粧基施加斜向下荷载的试验装置，其特征在于:所述滑轮固定架(5)的竖板上设有滑槽，定滑轮(6)的滑轮座固定安装在所述竖板滑槽上，滑轮座在滑槽上的固定位置可调。3.根据权利要求1或2所述的一种用于离心机上的对粧基施加斜向下荷载的试验装置，其特征在于:所述的支撑架(I)上设有滑槽，反力梁(2)通过螺栓与滑槽的配合固定安装在支撑架(I)上，反力梁(2 )通过螺栓固定在滑槽中的位置可调。4.根据权利要求1或2所述的一种用于离心机上的对粧基施加斜向下荷载的试验装置，其特征在于:所述支撑架(I)通过螺栓固定安装在离心模型箱(9)上。5.根据权利要求1或2所述的一种用于离心机上的对粧基施加斜向下荷载的试验装置，其特征在于:所述的支撑架(I)和反力梁(2)均为截面方形的钢管。
【文档编号】E02D33-00GK204266260SQ201420685812
【发明者】段伟, 苏航州, 段晓伟, 李静, 王爱君, 靳柳, 秦伟华, 董洁, 席鹏伟, 段亚伟, 牛志娟, 李涛, 刘伟, 张国宇, 刘敏甲, 白建勋, 陈熹, 高猛 [申请人]段伟