本实用新型涉及模型试验加载系统，具体涉及一种复杂受荷桩的模型试验加载系统。
背景技术：
岩质边坡中的倾斜桥梁桩基础受荷形式复杂，既有桥梁上部分结构传来的轴向力和横向力，又有软弱滑动面以上的滑体的作用，以及沿桩身分布的土抗力的影响，由于试验只能模拟一部分边坡，且软弱滑动面的存在使得坡体推力作用下的边坡有滑动的趋势，所以无法准确得出试验结果。
在岩土工程领域，模型试验中，对于桩基的加载方式主要以竖向为主，对于横向加载系统相对较少，对于倾斜的坡体推力加载系统相对较少，对于受复杂力作用的桩基础加载鲜有提及，加载方式单一，不能进行多向力耦合加载。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种复杂受荷桩的模型试验加载系统，以有效提高试验的准确性，而且可同时进行轴向加载、横向加载和坡体推力加载。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
本实用新型的一种复杂受荷桩的模型试验加载系统，其特征是：包括模型桩、模型箱和加载系统，所述模型箱内底部设有边坡，模型桩固定设置在边坡上；所述加载系统包括横向加载系统、轴力加载系统和坡体推力加载系统，横向加载系统通过钢丝与模型桩中部相连，轴力加载系统的轴力千斤顶与模型桩同轴心设置；所述坡体推力加载系统包括反力系统和加力钢板，反力系统位于模型箱左侧，反力系统包括千斤顶支撑架和固定于其上的转角千斤顶，其上设置有角钢的加力钢板设置在模型箱上并紧贴于边坡，千斤顶支撑架与角钢同轴心设置；所述模型桩上于其底部、中部、顶部分别设置横向位移千分表、轴向位移千分表、转角千分表。
本实用新型的有益效果是，既可以单向加载，也可以同时进行轴向加载、横向加载和坡体推力加载，可应用在岩质边坡上倾斜桩的加载，采用千斤顶和砝码进行加载，千分表的示数作为结果，来判断模型桩是否稳定，得到的结果更加准确。
附图说明
图1为本实用新型一种复杂受荷桩的模型试验加载系统的结构示意图。
图中部件名称及所对应的标记：模型桩1、模型箱2、横向加载系统3、第一定滑轮31、第二定滑轮32、第三定滑轮33、砝码盘34、钢丝35、轴向加载系统4、轴向千斤顶41、坡体推力加载系统5、转角千斤顶51、千斤顶支撑架52、角钢53、加力钢板54、坡体6、横向位移千分表7、轴向位移千分表8、转角千分表9。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述。
参照图1，本实用新型的一种复杂受荷桩的模型试验加载系统包括模型桩1、模型箱2和加载系统。所述模型箱2内底部设有边坡6，模型桩1固定设置在边坡6上。所述加载系统包括横向加载系统3、轴力加载系统4和坡体推力加载系统5，横向加载系统3通过钢丝35与模型桩1中部相连，轴力加载系统4的轴力千斤顶41与模型桩1同轴心设置。所述坡体推力加载系统5包括反力系统和加力钢板54，反力系统位于模型箱2左侧，反力系统包括千斤顶支撑架52和固定于其上的转角千斤顶51，其上设置有角钢53的加力钢板54设置在模型箱2上并紧贴于边坡6，千斤顶支撑架52与角钢53同轴心设置。所述模型桩1上于其底部、中部、顶部分别设置横向位移千分表7、轴向位移千分表8、转角千分表9。
本实用新型既可以单向加载，也可以同时进行轴向加载、横向加载和坡体推力加载，可应用在岩质边坡上倾斜桩的加载，采用千斤顶和砝码进行加载，千分表的示数作为结果，来判断模型桩是否稳定，得到的结果更加准确。
参照图1，横向加载系统包括通过钢丝35依次相连的第一定滑轮31、第二定滑轮32、第三定滑轮33和砝码盘34，第一定滑轮31设置在模型箱2底部，第二定滑轮32和第三定滑轮33设置在模型箱2的顶部。
轴力加载系统4和坡体推力加载系统5均包括相连接的千斤顶和油压泵，所述油压泵上连接有压力表。
参照图1，边坡6从上至下依次包括滑体、滑带和滑床。所述横向位移千分表7、轴向位移千分表8的数量为两个，相对于模型桩1对称设置。所述转角千分表9的数量为四个，相对于模型桩1对称设置。通过对称布置的千分表取平均数，增加实验结果的准确性。
在本实用新型的实施例中，加力钢板54长度为75cm、宽度为20cm、高度为1cm，所述角钢53位于加力钢板54底部10cm处，且长度为5cm。
轴力加载主要用千斤顶，千斤顶最大加载10吨，千斤顶高15cm，行程10cm，首先将两侧的有机玻璃板在距离左侧120cm的位置进行局部加工，做成45°角的缺口，将8号槽钢焊接在缺口处并使其倾斜度为45°，将10号槽钢反套其上，用小钢板和6号槽钢焊接到10号槽钢上面用以固定千斤顶，将槽口做得长一些以便可以加垫块来对不同高度的桩进行加载。
横向力主要通过砝码施加，通过在桩与滑轮之间安放测力计测得加载装置的摩擦折减系数即滑轮系统的效率η＝0.82；轴向加载系统由油压泵、压力表(量程为10MPa)、油管、千斤顶组成，整个装置的标定在万能试验机上进行，轴力加载系统压力表示数和压力的曲线函数为：y＝1.5815x-0.0062，其中y为压力(kN)，x为压力表示数(MPa)；坡体推力加载系统由油压泵、压力表(量程为10MPa)、油管、千斤顶组成。整个装置的标定在万能试验机上进行，压力表和外荷载的关系，坡体推力加载系统压力表示数和压力的曲线函数为：y＝1.5742x-0.2262，其中y为压力(KN)，x为压力表示数(MPa)。
本试验采用慢速维持荷载法进行加载，取预估极限荷载的1/10进行加载，每级加载后的第5、10、15和30min分别读取桩地面处的位移，以后每隔30min读一次，若1h内桩地面处位移不超过0.01mm，即视为稳定，可加下一级荷载；若1h后桩地面处位移仍没有稳定，或模型桩地面处位移超过一定值，或者在试验时出现某些迹象表明模型桩己经出现临界破坏的现象，此时可以认为桩已发生了破坏，停止加载。
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-2007中规定，地基在地表面处位移最大值不超过6mm，当位移较大时，应适当降低，《建筑桩基规范》对水平位移敏感建筑物6mm的水平位移限值，本实验选择2.5mm～3.5mm作为加载终止标准。
以上所述只是用图解说明本实用新型的一些原理，并非是要将本实用新型局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。