(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210999279.3 (22)申请日 2022.08.19 (71)申请人 安徽省建 筑科学研究设计院 地址 230031 安徽省合肥市蜀山区山湖路 567号 (72)发明人 周盛全　戴晨　柯宅邦　乐腾胜　 王飞　冯绍童　徐秋伟　 (74)专利代理 机构 北京新科华领知识产权代理 事务所(普通 合伙) 16115 专利代理师 吴变变 (51)Int.Cl. G01N 3/14(2006.01) G01N 3/02(2006.01) E02D 33/00(2006.01) (54)发明名称 一种杠杆式室内模型试验竖向及水平荷载 加载系统 (57)摘要 本发明提供一种杠杆式室内模型试验竖向 及水平荷载加载系统， 涉及模型试验技术领域， 包括反力装置、 加载装置以及平衡装置， 反力装 置包括升降式反力架和配重铁块， 加载装置包括 传力钢梁、 传力柱、 水平钢板和加载砝码。 本发 明， 具有简单、 可自制、 可拆卸、 用途多种的特点， 其中反力装置通过简单堆载提供反力， 根据不同 模型试验的具体要求可以通过调整配重铁块的 数量来满足不同的要求， 平衡系统可以帮助平衡 传力钢梁、 传力柱或者水平钢板的自重以实现荷 载从零开始逐级施加的目的， 通过调整砝码吊篮 在传力钢梁上的位置可以改变竖向荷载施加的 方向， 通过变换传力柱的位置改变力臂大小可以 调节总加载量的大小， 通过定滑轮可以实现水平 拉力的逐级加载。 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 CN 115372161 A 2022.11.22 CN 115372161 A 1.一种杠杆式室内模型试验竖向及水平荷载加载系统， 包括反力装置、 加载装置以及 平衡装置， 其特征在于： 所述反力装置包括升降式反力架(5)和配重铁块(4)， 所述加载装置 包括传力钢梁(2)、 传力柱(3)、 水平钢板(16)和加载砝码(1)， 所述传力钢梁(2)通过铰接的 方式与升降式反力架(5)转动连接， 所述传力钢梁(2)的两端均设置有砝码吊篮(15)， 所述 砝码吊篮(15)套设在加载砝码(1)的外表 面， 所述传力钢梁(2)与传力柱(3)固定连接， 所述 传力钢梁(2)的表 面装有水平钢板(16)， 所述平衡装置包括平衡杆(6)和平衡砝码(7)， 所述 平衡杆(6)与传力钢梁(2)之间装有镀锌钢绞线(14)， 所述镀锌钢绞线(14)的一端与传力钢 梁(2)固定连接， 所述镀锌钢绞线(14)的另一端与平衡杆(6)固定连接 。 2.根据权利要求1所述的杠杆式室内模型试验竖向及水平荷载加载系统， 其特征在于： 所述反力装置、 加载装置以及平衡装置均由槽钢制成， 所述反力装置、 加载装置和平衡装置 的外表面装有螺栓(8)， 所述反力装置、 加载装置和平衡装置通过螺栓(8)固定连接， 所述传 力钢梁(2)与传力柱(3)、 水平钢板(16)通过螺 栓(8)固定连接 。 3.根据权利要求1所述的杠杆式室内模型试验竖向及水平荷载加载系统， 其特征在于： 所述传力钢梁(2)的外表面贯穿开设有孔洞， 所述孔洞的内侧设置有滑轨钢珠(12)， 所述传 力柱(3)滑动连接在 传力钢梁(2)的下表面。 4.根据权利要求1所述的杠杆式室内模型试验竖向及水平荷载加载系统， 其特征在于： 所述水平钢板(16)的外表面设置有模型箱(9)， 所述镀锌钢绞线(14)的表面设置有定滑轮 (20)， 所述模型箱(9)的表面开设有尺寸线(19)， 所述模型箱(9)的内部设置有填充土(10) 和模型桩(1 1)。 5.根据权利要求1所述的杠杆式室内模型试验竖向及水平荷载加载系统， 其特征在于： 所述升降式反力架(5)分为上反力架和下反力架， 所述上反力架和下反力架之间装有槽钢。 6.根据权利要求5所述的杠杆式室内模型试验竖向及水平荷载加载系统， 其特征在于： 所述升降式反力架(5)的外表面设置有固定器(21)， 所述上反力架和下反力架通过固定器 (21)与槽钢固定连接 。 7.根据权利要求1所述的杠杆式室内模型试验竖向及水平荷载加载系统， 其特征在于： 所述传力柱(3)由螺杆(17)、 通 孔加长内螺纹圆柱螺母(18)和实心球头 螺丝(13)组成。 8.根据权利要求7所述的杠杆式室内模型试验竖向及水平荷载加载系统， 其特征在于： 所述通孔加长内螺纹圆柱螺母(18)与螺杆(17)螺纹连接， 所述球头螺丝(13)装在传力柱 (3)的底端。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115372161 A 2一种杠杆式室内模型试验竖向及 水平荷载加载系统 技术领域 [0001]本发明涉及模型试验技术领域， 尤其涉及 一种杠杆式室内模型试验竖向及水平荷 载加载系统。 背景技术 [0002]地基基础是建筑工程建设的核心， 也是建筑结构是否安全、 稳定的保障， 地基基础 关系着整个项目工程质量， 是工程初期的重要环节。 建筑工程在投入使用之后， 因长期处于 高负荷状态， 可能导致地基承载能力减弱， 地基出现变形等问题， 对于人们生命财产安全造 成很大威胁。 因此研究地基基础在不同荷载作用下的承载能力、 加固技术、 受力特性等就尤 为重要。 [0003]现场原位试验虽然可以比较准确地反映出不同基础在不同地层中工作的原理与 特性， 但是现场原位试验有着应力条件复杂、 耗时长、 耗费的资金多等难以克服的局限性。 相较于现场原位试验， 模型试验 可以根据实验者的需求来控制边界条件、 荷载的施加次序、 应力应变条件等等， 有助于地基基础承载变形机理的认识。 由于模型试验的重要性， 因此一 套简单、 精确、 能够 模拟多种类型荷载， 可以提供稳定且持续荷载的试验装置就显得尤为重 要， 所以特设计此杠杆装置， 整体可进 行拆卸重组实现竖向加压、 竖向上拔以及水平力三种 形式的荷载， 更好 地服务于地基 基础模型 试验。 发明内容 [0004]本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点， 而提出的一种杠 杆式室内模型 试验竖向及水平荷载加载系统。 [0005]为了实现上述目的， 本发明采用了如下技术方案： 一种杠杆式室内模型试验竖向 及水平荷载加载系统， 包括反力装置、 加载装置以及平衡装置， 所述反力装置包括升降式反 力架和配重铁块， 所述加载装置包括传力钢梁、 传力柱、 水平钢板和加载砝码， 所述传力钢 梁通过铰接的方式与升降式反力架转动连接， 所述传力钢梁的两端均设置有砝码吊篮， 所 述砝码吊篮套设在加载砝码的外表面， 所述传力钢梁与传力柱固定连接， 所述传力钢梁的 表面装有水平钢板， 所述平衡装置包括平衡杆和平衡砝码， 所述平衡杆与传力钢梁之间装 有镀锌钢绞线， 所述镀锌钢绞线的一端与传力钢梁固定连接， 所述镀锌钢绞线的另一端与 平衡杆固定连接 。 [0006]为了实现传力钢梁的长度调节功能， 本 发明的改进有， 所述反力装置、 加载装置以 及平衡装置均由槽钢制成， 所述反力装置、 加载装置和平衡装置的外表面装有螺栓， 所述反 力装置、 加载装置和平衡装置通过螺栓固定连接， 所述传力钢梁与传力柱、 水平钢板通过螺 栓固定连接 。 [0007]为了实现水平拉力的加载试验， 本发明的改进有， 所述传力钢梁的外表面贯穿开 设有孔洞， 所述 孔洞的内侧设置有滑轨钢珠， 所述传力柱 滑动连接在 传力钢梁的下表面。 [0008]为了实现不 同加载量的调节功能， 本发明的改进有， 所述水平钢板 的外表面设置说　明　书 1/4 页 3 CN 115372161 A 3