【技术实现步骤摘要】
本技术涉及能量桩测试装置，具体涉及一种能量桩组合荷载加载测试装置。
技术介绍
1、能量桩技术是将地源热泵技术与传统桩基技术相结合，将热交换管埋入桩基中，可以有效减少热交换管埋设所占空间与施工费用，从而成为诸多学者近年来的重点研究对象。能量桩在使用过程中，首先要确保其运行不影响上部建筑物的安全。在目前的模型试验中，大多对能量桩施加竖向荷载，来监测能量桩运行时的桩身响应，从而判断温度、荷载等对能量桩热力学特性的影响。在实际工程中，桩基可能不仅要受到竖向荷载，也会受到水平荷载作用，产生水平位移，对建筑结构的安全稳定造成一定的影响。因此，研究组合荷载下能量桩的桩基响应就显得极为重要。
2、通过一种能量桩的组合荷载加载装置来监测能量桩在热循环及组合荷载影响下的热力学响应，对于模拟能量桩的真实受力特性具有十分重要的意义。
3、而后在公告号为cn214940466u的一篇专利文献中公开了一种能量桩水平和竖向加载测试装置，包括模型槽、模型桩、钢板、钢筋、竖梁i、竖梁ii和横梁；模型槽的上端敞口且设置有外卷边，模型槽内填充有土体，模型桩的下端安装到土体中；模型桩内设置有u型导热管，u型导热管的上端伸出模型桩并与模型槽外侧的温控循环仪连接；模型桩的侧壁上设置有两条竖直的坑线，光纤光栅传感器密封在两条坑线中，光纤光栅传感器与模型槽外侧的光纤解调仪相匹配；模型槽的一侧设置有供钢筋穿过的若干通孔，若干通孔的外侧设置有竖直的钢板，两条坑线所在的同一平面与钢板平行；钢板面向模型槽的一侧固定有若干百分表，这些百分表沿竖直方向等间距布置；
4、上述荷载装置存在一个缺陷，竖向的荷载装置无法跟随桩顶移动，这会对能量桩的桩头产生约束作用，从而影响桩顶水平位移。因此，因此，采用一种能够跟随桩顶发生移动的能量桩组合荷载加载装置对于研究能量桩的变形特性和热力学响应具有十分重要的意义。
5、综上，申请人提出了一种能量桩组合荷载加载测试装置。
技术实现思路
1、针对现有技术的上述不足，本技术提供了一种能量桩组合荷载加载测试装置。
2、为达到上述专利技术目的，本技术所采用的技术方案为：
3、一种能量桩组合荷载加载测试装置，包括模型槽，模型槽内填充有填充体，填充体内竖直固定有能量桩；反力架，反力架呈竖直方向倒置的u形，反力架包括两侧的侧梁和顶部的顶梁，反力架固定连接在模型槽上；竖向作动器，竖向作动器通过作动器滚轴安装在反力架的顶梁内侧，竖向作动器用于对能量桩的竖向加载；水平作动器，水平作动器安装在反力架的一侧梁内侧，水平作动器的加载头通过水平加载滚轴对能量桩水平加载；位移计，位移计包括竖向位移计和水平位移计，竖向位移计和水平位移计均设有若干个，竖向位移计用于对能量桩的竖向位移进行监测，水平位移计用于对能量桩的水平位移进行监测；能量桩内设有u形的换热管，换热管的端头伸出填充体设置，换热管的端头用于通入换热液。
4、通过本装置可以对能量桩施加组合荷载，包括水平荷载、竖向荷载和温度荷载，更好地模拟能量桩的实际荷载情况，在安装竖向作动器的顶梁上设置一个作动器滚轴，使得竖向作动器可以跟随桩顶的水平位置发生变化，削弱竖向作动器对桩顶的水平约束作用，在水平作动器的加载头通过水平加载滚轴对能量桩水平加载，削弱水平作动器对能量桩的桩身的竖向约束作用，测试结果更加的准确。
5、进一步限定，模型槽的顶部向外翻折形成水平的卷边，卷边上开设有若干安装孔，反力架的侧梁底部设有水平的安装板，安装板上开设有与安装孔相匹配的穿接孔，模型槽和反力架通过螺栓连接固定；设置一个卷边和安装板可以增大反力架和模型槽的安装面积，通过螺栓将反力架和模型槽进行连接更加的稳固。
6、进一步限定，还包括有竖向加载板，竖向加载板置于能量桩的桩顶，竖向加载板的顶面设有与竖向作动器的加载头相匹配的限位结构，竖向位移计沿水平荷载方向在竖向加载板上设有两个，两个竖向位移计关于限位结构对称设于竖向加载板的顶面；设置一个竖向加载板，在竖向加载板上设置一个限位结构和竖向作动器的加载头匹配，可以防止能量桩和竖向加载装置之间产生偏移，受力更均匀。
7、进一步限定，水平加载滚轴通过抱环固定在能量桩上，水平加载滚轴的顶面也设有与水平作动器的加载头相匹配的限位结构，在能量桩上与水平作动器相对的一侧设有一水平位移计；将水平加载滚轴通过抱环固定在能量桩上更加的稳固，将限位结构设置在水平加载滚轴上与水平作动器的加载头配合可以使得水平作动器的加载更加的均匀，不会产生偏移。
8、进一步限定，还包括有固定梁，固定梁水平连接在安装有水平作动器的侧梁底部，固定梁和卷边的下表面竖向设有滑轮支架，滑轮支架的底部端头设有定滑轮，每个定滑轮上方对应的固定梁上均设有一个水平位移计，每个水平位移计的测试端头竖向连接有钢丝，钢丝绕过定滑轮弯折整体呈l形，钢丝的水平段外套设有保护套管，模型槽的侧壁上开设有供保护套管穿过的通孔，钢丝和保护套管伸入模型槽内与能量桩接触；在固定梁下方安装水平位移计，水平位移计的测试端头通过连接钢丝进行延长，钢丝通过定滑轮转向成水平伸入模型槽内与能量桩接触用于监测能量桩的水平位移，保护套管用于保证钢丝能够与能量桩垂直接触并且能够减小钢丝和填充体之间的摩擦作用，间隔设置的多个水平位移计可以监测不同深度的能量桩的水平位移，更加准确。
9、进一步限定，还包括有固定梁，水平作动器所在一侧的卷边向外延伸，固定梁竖向连接在延伸后的卷边上，固定梁上均匀间隔设有多个水平位移计，每个水平位移计的测试端头呈水平设置且测试端头上水平连接有钢丝，钢丝外套设有保护套管，模型槽的侧壁上开设有供保护套管穿过的通孔，钢丝和保护套管伸入模型槽内与能量桩接触；通过将固定梁竖向设置，多个水平位移计可不通过定滑轮进行转向，结构更加的简单。
10、进一步限定，还包括有固定梁，水平作动器相对一侧的卷边向外延伸，固定梁竖向连接在延伸后的卷边上，固定梁上均匀间隔设有多个水平位移计，每个水平位移计的测试端头呈水平设置且测试端头上水平连接有钢筋，钢筋外套设有保护套管，模型槽的侧壁上开设有供保护套管穿过的通孔，钢筋和保护套管伸入模型槽内与能量桩接触。
11、进一步限定，竖向位移计和水平位移计均通过磁性表座进本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种能量桩组合荷载加载测试装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的能量桩组合荷载加载测试装置，其特征在于，所述模型槽(1)的顶部向外翻折形成水平的卷边(11)，所述卷边(11)上开设有若干安装孔，所述反力架(2)的侧梁底部设有水平的安装板(21)，所述安装板(21)上开设有与所述安装孔相匹配的穿接孔，所述模型槽(1)和所述反力架(2)通过螺栓连接固定。
3.根据权利要求2所述的能量桩组合荷载加载测试装置，其特征在于，还包括有竖向加载板，所述竖向加载板置于所述能量桩(7)的桩顶，所述竖向加载板的顶面设有与所述竖向作动器(3)的加载头相匹配的限位结构，所述竖向位移计(5)沿水平荷载方向在所述竖向加载板上设有两个，两个所述竖向位移计(5)关于所述限位结构对称设于所述竖向加载板的顶面。
4.根据权利要求3所述的能量桩组合荷载加载测试装置，其特征在于，所述水平加载滚轴(41)通过抱环固定在所述能量桩(7)上，所述水平加载滚轴(41)的顶面也设有与所述水平作动器(4)的加载头相匹配的限位结构，在所述能量桩(7)上与所述水平作动器(4)相对的一
5.根据权利要求4所述的能量桩组合荷载加载测试装置，其特征在于，还包括有固定梁(8)，所述固定梁(8)水平连接在安装有所述水平作动器(4)的侧梁底部，所述固定梁(8)和所述卷边(11)的下表面竖向设有滑轮支架(9)，所述滑轮支架(9)的底部端头设有定滑轮(91)，每个所述定滑轮(91)上方对应的所述固定梁(8)上均设有一个水平位移计(6)，每个水平位移计(6)的测试端头竖向连接有钢丝(10)，所述钢丝(10)绕过所述定滑轮(91)弯折整体呈L形，所述钢丝(10)的水平段外套设有保护套管(101)，所述模型槽(1)的侧壁上开设有供所述保护套管(101)穿过的通孔，所述钢丝(10)和所述保护套管(101)伸入所述模型槽(1)内与所述能量桩(7)接触。
6.根据权利要求4所述的能量桩组合荷载加载测试装置，其特征在于，还包括有固定梁(8)，所述水平作动器(4)所在一侧的所述卷边(11)向外延伸，所述固定梁(8)竖向连接在延伸后的所述卷边(11)上，所述固定梁(8)上均匀间隔设有多个水平位移计(6)，每个所述水平位移计(6)的测试端头呈水平设置且所述测试端头上水平连接有钢丝(10)，所述钢丝(10)外套设有保护套管(101)，所述模型槽(1)的侧壁上开设有供所述保护套管(101)穿过的通孔，所述钢丝(10)和所述保护套管(101)伸入所述模型槽(1)内与所述能量桩(7)接触。
7.根据权利要求4所述的能量桩组合荷载加载测试装置，其特征在于，还包括有固定梁(8)，所述水平作动器(4)相对一侧的所述卷边(11)向外延伸，所述固定梁(8)竖向连接在延伸后的所述卷边(11)上，所述固定梁(8)上均匀间隔设有多个水平位移计(6)，每个所述水平位移计(6)的测试端头呈水平设置且所述测试端头上水平连接有钢筋(13)，所述钢筋(13)外套设有保护套管(101)，所述模型槽(1)的侧壁上开设有供所述保护套管(101)穿过的通孔，所述钢筋(13)和所述保护套管(101)伸入所述模型槽(1)内与所述能量桩(7)接触。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的能量桩组合荷载加载测试装置，其特征在于，所述竖向位移计(5)和所述水平位移计(6)均通过磁性表座进行固定。
9.根据权利要求4所述的能量桩组合荷载加载测试装置，其特征在于，所述限位结构包括平置的限位圆柱(12)，所述竖向作动器(3)和水平作动器(4)的加载头上凹设有U形槽(42)，所述U形槽(42)的内径和所述限位圆柱(12)的外径相匹配。
...【技术特征摘要】
1.一种能量桩组合荷载加载测试装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的能量桩组合荷载加载测试装置，其特征在于，所述模型槽(1)的顶部向外翻折形成水平的卷边(11)，所述卷边(11)上开设有若干安装孔，所述反力架(2)的侧梁底部设有水平的安装板(21)，所述安装板(21)上开设有与所述安装孔相匹配的穿接孔，所述模型槽(1)和所述反力架(2)通过螺栓连接固定。
3.根据权利要求2所述的能量桩组合荷载加载测试装置，其特征在于，还包括有竖向加载板，所述竖向加载板置于所述能量桩(7)的桩顶，所述竖向加载板的顶面设有与所述竖向作动器(3)的加载头相匹配的限位结构，所述竖向位移计(5)沿水平荷载方向在所述竖向加载板上设有两个，两个所述竖向位移计(5)关于所述限位结构对称设于所述竖向加载板的顶面。
4.根据权利要求3所述的能量桩组合荷载加载测试装置，其特征在于，所述水平加载滚轴(41)通过抱环固定在所述能量桩(7)上，所述水平加载滚轴(41)的顶面也设有与所述水平作动器(4)的加载头相匹配的限位结构，在所述能量桩(7)上与所述水平作动器(4)相对的一侧设有一水平位移计(6)。
5.根据权利要求4所述的能量桩组合荷载加载测试装置，其特征在于，还包括有固定梁(8)，所述固定梁(8)水平连接在安装有所述水平作动器(4)的侧梁底部，所述固定梁(8)和所述卷边(11)的下表面竖向设有滑轮支架(9)，所述滑轮支架(9)的底部端头设有定滑轮(91)，每个所述定滑轮(91)上方对应的所述固定梁(8)上均设有一个水平位移计(6)，每个水平位移计(6)的测试端头竖向连接有钢丝(10)，所述钢丝(10)绕过所述定滑轮(91)弯折整体呈l形，所述钢丝(10)的水平段外套设有保护套管(101)，所述模型槽(1)的侧壁上开设有供所述保护套管(101...
【专利技术属性】
技术研发人员：王成龙，刘东升，赵华，蒋思维，仉文岗，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：新型
国别省市：
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