针对桩的室内缩尺模型试验，自主研制了一种桩基模型试验使用的分离式试验模型箱及其加载装置，如图5-12所示。本试验装置为移动式可拼接桩基模型试验系统，主要由模型箱装置、反力架与千斤顶组成的加载装置以及数据采集系统装置。
图5-12 试验模型箱及加载装置
5.3.1.1 模型箱
模型箱尺寸大小为2.0m×2.0m×1.5m（长×宽×高），侧面为3块6.0mm厚的钢板，其通过机械咬合和螺栓固定，正面两端接头做成卡槽形，卡槽中插入分段式木板并采用与两侧钢板螺栓连接的钢条固定，底部钢板厚12 mm，采用ANSYS软件对整个模型箱的承载变形性能进行分析验算。模型箱底部有4个垫脚可将模型箱架起，使反力架底座可以从底部穿过模型箱。
5.3.1.2 加载装置
本模型试验属于桩的静载试验类型，加载装置由反力架和一个超薄型分离式液压千斤顶组成。反力架由底座、反力柱、反力梁三部分组成，整个反力架使用才料为工字型钢，总体呈现一个“口”字形。如图5-13所示，反力梁为两根型钢，长度为2.5m，两型钢间距50.0cm，用钢条连接，反力梁中部为一块钢板，板上螺栓连接一种定制的超薄型分离式液压千斤顶。反力柱同样是左、右两边各两根工字钢，高1.8m，上部使用高强螺栓与反力梁连接，便于拆卸与操作。底座为两根3.5m长的型钢，底座上焊接两根50.0cm高的工字钢，工字钢每隔一定距离设置一个高强螺栓孔，实现高度的可调节，反力柱高度可在1.8～2.2 m调节。千斤顶与反力架共同形成了一个可移动的加载装置，实现了加载装置与模型试验箱分离的目的。
图5-13 反力梁结构
5.3.1.3 数据采集系统
本模型试验采集的主要数据为有桩顶位移、桩顶加载、桩身应变、桩端阻力。
（1）桩身应变传感器。
本试验桩身应变数据的测量使用的是由中航电测生产的BE120-3AA（11）-Q30P3K型应变片，灵敏度系数为2.17±1%。应变数据的采集使用东华测试的DH3818Y静态应变测试位移传感器，通过不同通道的桥路设置，可以同时采集应变与位移。
（2）YHD-50型位移传感器。
YHD-50型位移传感器作为传统的高精度位移测量传感器，如图5-14所示，数据通过采集仪直接采集，避免人为读数误差，精度为0.01mm。(www.xing528.com)
图5-14 位移与应变采集系统
图5-15 轮辐式压力传感器
（3）轮辐式压力传感器。
轮辐式压力传感器是一种精确的压力量测仪器，具有精度高、灵敏度好的优点，常用于室内模型静载试验的桩顶荷载计量，实时传输数据至连接的显示器，能达到精确控制每一级加载量的目的，如图5-15所示为轮辐式压力传感器及其显示器。
（4）桩顶加压设备。
室内静载模型试验加载装置采用手动液压泵与定制的超薄型分离式液压千斤顶，本体高度108.0 mm，最大加载重量为10.0t，行程为38.0mm，具体如图5-16所示。超薄型分离式液压千斤顶通过螺栓与反力梁中部的钢板连接，通过液压油管与液压泵连接，液压泵输出油压63.0 MPa。每级加载量通过实时压力显示屏控制。
图5-16 超薄型分离式液压千斤顶
（5）桩端阻力采集设备。
为保证桩端阻力的准确性，采取在桩端放置土压力计采集频率值计算桩端阻力值，与应变计算值对比修正。土压力计型号JYTYJ-200，测量范围0～1.0 MPa，大小与桩端大小一致，直径为120.0mm，如图5-17所示。
图5-17 土压力计
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