斜锚短桩复合基础节点受力特性试验装置及其方法

本发明涉及特性试验，尤其涉及一种斜锚短桩复合基础节点受力特性试验装置及其方法。

背景技术：

1、作为国家互联通信网络建设的重要支柱，高压输电线工程日益成为建筑领域的重点工程，而杆塔基础约占到整个输电线路总工程量的一半。目前，面对更长的输电距离、更加复杂的地形条件和更为恶劣的地质条件，过去的杆塔基础工程施工愈发凸显出总体建设效率低、建设费用高、工期长、材料耗费大、基础选型不合理等问题，普通的基础型式已不能满足社会发展和行业进步的需要，与建筑行业绿色发展和绿色施工的要求相违背。在此背景下，斜锚短桩基础型式通过中心短桩与周边多锚的复合作用，借助短桩基础提供下压承载力，依托斜向锚杆获得更多的抗拔力和水平力，充分利用岩石的承载性能及结构受力特征，减少上拔控制荷载对桩基础直径与高度的约束，能够减少基础开挖尺寸，有效降低材料用量。

2、对于短桩+锚杆的复合基础型式，目前国内外的研究主要集中在直锚短桩复合基础，而对斜锚短桩复合基础的研究较少，尤其是缺少受力性能方面的试验研究。而斜锚短桩复合基础节点的受力特性是影响基础承载能力和稳定性的重要因素。受连接构造和材料性质的影响，斜锚短桩复合基础节点受力的实验结果受尺寸效应影响较大，加之现场试桩试验周期长，经济性差，且不方便采集数据、观测节点处破坏模式；因此提出一种适用于斜锚短桩复合基础节点受力特性的室内真型试验的试验装置及其方法是非常有必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种斜锚短桩复合基础节点受力特性试验装置及其方法，实现对斜锚短桩复合基础型式的不同基础尺寸、斜锚结构、斜锚材料、斜锚数量、斜锚倾角以及斜锚锚固形式等进行试验研究，观测节点破坏模式以及结构的形变与位移，研究不同因素对其破坏机理的影响，进而确定合理的斜锚短桩复合基础结构形式。

2、为实现上述目的，本发明采用的一种斜锚短桩复合基础节点受力特性试验装置，包括试验模块、加载模块和数据采集模块，所述加载模块与所述试验模块连接，所述数据采集模块设置于所述试验模块的外侧；

3、所述试验模块包括底板、反力架、角钢、压梁、螺杆、锚杆和肋板，所述反力架设置于所述底板的上方，所述加载模块设置于所述底板的上方，所述角钢的两端分别与所述反力架固定连接，所述螺杆贯穿所述压梁，并插入至所述底板内，所述肋板与所述底板固定连接，并位于所述底板的上方，所述锚杆的一端与所述肋板固定连接。

4、其中，所述加载模块包括千斤顶、油管和油泵，所述底板上设置有所述千斤顶，并位于所述底板的上方，所述油管的两端分别与所述千斤顶和所述油泵的输出端连接。

5、其中，所述数据采集模块包括荷载传感器、百分表、位移计、应变片、图像采集单元和数据处理终端，所述荷载传感器与所述千斤顶一体成型，所述百分表、所述位移计和所述应变片分别设置于所述底板的上方，所述图像采集单元设置于所述反力架的一侧，所述荷载传感器、所述百分表、所述位移计、所述应变片和所述图像采集单元分别与所述数据处理终端电性连接。

6、本发明还提供一种斜锚短桩复合基础节点受力特性试验方法，使用所述斜锚短桩复合基础节点受力特性试验装置进行荷载测量、位移测量、钢筋应变测量及裂缝测量。

7、其中，在进行荷载测量、位移测量、钢筋应变测量及裂缝测量的步骤之前：

8、将4000kn的所述千斤顶与配套的3000kn的所述荷载传感器组装成为一个整体，所述千斤顶加压升高一段后，再将桩体吊放到所述千斤顶的上方，之后所述千斤顶降压；

9、待所述锚杆的端部与钢板之间的距离满足焊接要求后，将所述锚杆与钢板使用所述肋板加固焊接；

10、布设所述数据采集模块。

11、其中，在进行荷载测量的步骤中：

12、利用3000kn的所述荷载传感器和型号为dh5902的所述数据处理终端记录荷载变化，加载前对所述荷载传感器进行标定；

13、通过在所述数据处理终端中输入标定系数，获得所述千斤顶所施加的精准荷载值。

14、其中，在进行位移测量的步骤中：

15、将所述百分表和所述位移计分别安装在试件顶端、锚杆钢筋的非锚固段；

16、使用所述数据处理终端监测桩身竖向位移；

17、使用所述数据处理终端监测钢筋、混凝土二者产生的相对位移。

18、其中，在进行钢筋应变测量的步骤中：

19、在浇筑试件之前，在所述锚杆、纵筋和箍筋三者相邻处的钢筋内侧粘贴所述应变片；

20、通过敏感栅尺寸为2mm×3mm所述应变片测量所述锚杆、纵筋和箍筋的应变，所述应变片间隔10cm布置。

21、其中，在进行裂缝测量的步骤中：

22、在测量区域制作人工散斑，使用哑光白自动手喷漆均匀喷洒在试件表面的测量区域内；

23、采用记号笔进行人工涂点，随机均匀地涂于混凝土表面，呈现出表面散斑的分布情况。

24、本发明的一种斜锚短桩复合基础节点受力特性试验装置及其方法，包括所述试验模块、所述加载模块和所述数据采集模块，所述试验模块包括底板、反力架、角钢、压梁、螺杆、锚杆和肋板，使用所述斜锚短桩复合基础节点受力特性试验装置进行荷载测量、位移测量、钢筋应变测量及裂缝测量，实现对斜锚短桩复合基础型式的不同基础尺寸、斜锚结构、斜锚材料、斜锚数量、斜锚倾角以及斜锚锚固形式等进行试验研究，观测节点破坏模式以及结构的形变与位移，研究不同因素对其破坏机理的影响，进而确定合理的斜锚短桩复合基础结构形式。

技术特征：

1.一种斜锚短桩复合基础节点受力特性试验装置，其特征在于，

2.如权利要求1所述的斜锚短桩复合基础节点受力特性试验装置，其特征在于，

3.如权利要求2所述的斜锚短桩复合基础节点受力特性试验装置，其特征在于，

4.一种斜锚短桩复合基础节点受力特性试验方法，使用如权利要求3所述的斜锚短桩复合基础节点受力特性试验装置进行荷载测量、位移测量、钢筋应变测量及裂缝测量。

5.如权利要求4所述的斜锚短桩复合基础节点受力特性试验方法，其特征在于，在进行荷载测量、位移测量、钢筋应变测量及裂缝测量的步骤之前：

6.如权利要求5所述的斜锚短桩复合基础节点受力特性试验方法，其特征在于，在进行荷载测量的步骤中：

7.如权利要求5所述的斜锚短桩复合基础节点受力特性试验方法，其特征在于，在进行位移测量的步骤中：

8.如权利要求5所述的斜锚短桩复合基础节点受力特性试验方法，其特征在于，在进行钢筋应变测量的步骤中：

9.如权利要求5所述的斜锚短桩复合基础节点受力特性试验方法，其特征在于，在进行裂缝测量的步骤中：

技术总结
本发明涉及特性试验技术领域，具体涉及一种斜锚短桩复合基础节点受力特性试验装置及其方法；包括试验模块、加载模块和数据采集模块；试验模块包括底板、反力架、角钢、压梁、螺杆、锚杆和肋板，使用斜锚短桩复合基础节点受力特性试验装置进行荷载测量、位移测量、钢筋应变测量及裂缝测量，实现对斜锚短桩复合基础型式的不同基础尺寸、斜锚结构、斜锚材料、斜锚数量、斜锚倾角以及斜锚锚固形式等进行试验研究，观测节点破坏模式以及结构的形变与位移，研究不同因素对其破坏机理的影响，进而确定合理的斜锚短桩复合基础结构形式。

技术研发人员：谢强,田雷,张逸青,陶富涛,薛孝强,侯中伟,向城名,傅翔,班宇鑫,段军,彭源,舒启军,高一然,王新宽
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17