一种测量循环荷载下桩周土刚度特性的实验装置及方法

1.本发明属于岩土工程试验的领域，具体涉及一种测量长期循环荷载下桩周土刚度特性的实验装置及方法。


背景技术：

2.海上风电作为重要清洁能源，是我国实现二氧化碳排放“2030年前达到峰值，2060年前实现碳中和”宏伟目标的有效手段之一。近年来我国海上风电桩基规模持续增长。其中，大直径钢管桩是近海海上风电常用的基础形式。在服役期间风电长期受到风、浪等水平循环荷载的作用，桩身在水平循环荷载的作用下会发生周期性地运动，桩周土在桩身周期性作用下土体特性会发生变化。桩体承载力和振动特性与桩周土特性尤其是剪切刚度有强相关性，因此，找到合理的方法对水平循环荷载作用下桩周土刚度特性的变化特征进行观测和预测，对海上风电桩基工程的正常运作和安全具有重大意义。
3.目前，国内外对于循环荷载下桩土特性的研究主要存在以下问题：(1)对水平循环荷载作用下桩受力特性的研究多集中于对桩本身的变形和受力特性，观测对象集中于桩的应变特性和桩顶水平位移，对桩周土土体特性的变化关注较少；(2)对大比尺模型试验中黏土的固结处理方法并不成熟，固结箱通常只能单面排水，固结完成速度慢，且通常采用砝码与杠杆加压，可施加的固结压力小，不适用于大比尺模型箱；(3)实验装置通常为固定式，难以调整加载点高度、传感器安装高度等。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种测量长期循环荷载下桩周土刚度特性的实验装置及方法，本发明在黏土预处理阶段可以提供高竖向固结压力，通过双面固结排水快速完成固结过程，可对桩提供稳定、精确、可变加载点高度的长期水平循环加载，同时通过弯曲元阵列对固结阶段和循环加载阶段的土体剪切模量进行监测，得到土体的剪切刚度的变化特性。
5.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种测量循环荷载下桩周土刚度特性的实验装置，该实验装置包括加压固结装置、循环加载装置和桩土特性测量装置；
6.所述的加压固结装置包括排水底管、防侧倾肋板、模型箱、连接板、反力架、上排水板、千斤顶和加压杆，所述模型箱用于装填实验用土体，所述上排水板盖放在模型箱内的土体上部，所述排水底管平行安装在模型箱的底面四条边上，排水底管和所述反力架通过防侧倾肋板连接，所述反力架通过连接板固定在模型箱侧面上，所述的千斤顶固定在反力架最上端横梁的中部并与加压杆顶部接触，所述加压杆底部与上排水板的上表面中心处接触；
7.所述的循环加载装置包括加载杆、上外定滑轮、上内定滑轮、下定滑轮、试验桩、上钢丝绳、下左钢丝绳、下右钢丝绳、配重砝码、加载砝码一、加载砝码二和桩限位板，所述的加载杆与连接板通过转轴铰接，所述的上外定滑轮安装在反力架横梁两端，每端各安装一
个，所述的上内定滑轮安装在反力架横梁两端，每端各安装一个，所述的下定滑轮安装在桩土特性测量装置的第一安装横梁上，所述的试验桩左端与加载杆通过下左钢丝绳绕过上内定滑轮连接，所述试验桩的右端与加载砝码一通过下右钢丝绳绕过上内定滑轮连接；所述的加载杆与配重砝码通过上钢丝绳绕过上外定滑轮连接，所述的加载砝码二与加载杆通过第三吊钩连接，两对桩限位板固定在第一安装横梁和第二安装横梁上；
8.所述的桩土特性测量装置包括第一安装横梁、第二安装横梁、安装小横梁、弯曲元阵列支架、激光位移传感器和力传感器，所述的第一安装横梁和第二安装横梁固定在反力架上，且第一安装横梁和第二安装横梁构成的面相互平行，所述的安装小横梁安装在第一安装横梁和第二安装横梁上，所述的弯曲元阵列支架的底部与模型箱底部固定放置，所述的激光位移传感器固定在安装小横梁上，所述的力传感器安装在加载杆和上内定滑轮之间的下左钢丝绳上。
9.进一步地，所述的排水底管的上侧和内侧开设多个排水孔，排水底管上铺设土工布与砂垫层，实现在固结过程中对黏土下表面的集水排水功能，收集的水通过模型箱下部的排水孔排出。
10.进一步地，所述的模型箱和反力架通过四块连接板夹持连接，模型箱与反力架在加压固结过程中完成竖向力的自平衡，无需额外的地锚措施。
11.进一步地，所述的反力架包括竖杆、上横梁、横向加固杆、斜腹杆、下横梁、工字钢，所述竖杆安装在排水底管的相对两条边上，竖杆上安装连接板，两根下横梁安装在竖杆两侧，两根上横梁安装在竖杆上端，与下横梁平行，且与下横梁之间通过若干根斜腹杆连接；连根上横梁之间通过横向加固杆连接；千斤顶通过工字钢安装在上横梁上；桁架体系可保证反力架能承受较大的竖向固结反力，两榀桁架间的空隙用于在固结期间穿行传感器信号线。
12.进一步地，加压杆包括杆帽、杆身、锥形杆底、平杆底，杆帽安装在杆身上端；杆身由多种长度的带螺纹钢管组合而成，通过改变组合方法，实现在有限的千斤顶行程的分层加压固结，千斤顶可施加高固结压力，在需要时可将平杆底替换为锥形杆底，加压杆可转换为试验桩。
13.进一步地，加载杆包括主加载杆、旋转杆、旋转限位板、电机固定板、电机、联轴器、电机调速器、计数器、法兰轴承、第一吊钩、第二吊钩、第三吊钩和第四吊钩；
14.主加载杆上从左至右依次安装有计数器、电机调速器、联轴器、电机固定板、第一吊钩、第二吊钩；电机固定板上安装有电机，电机与联轴器连接，旋转杆位于主加载杆的下方且贯穿主加载杆与联轴器固定，联轴器和主加载杆之间安装有一个法兰轴承；
15.旋转杆下部从左至右依次安装有第三吊钩和第四吊钩；第一吊钩通过上钢丝绳与配重砝码连接，第二吊钩通过下左钢丝绳与试验桩连接，第三吊钩与加载砝码二连接，第四吊钩作为第三吊钩自重的平衡配重；
16.主加载杆和旋转杆外侧有旋转限位板固定，旋转限位板拆除后，电机通过联轴器带动旋转杆，通过旋转改变加载砝码二力臂长度，实现对桩施加简谐水平荷载，通过改变加载砝码一和加载砝码二的质量，可施加任意幅值的简谐荷载。
17.进一步地，当需要改变水平荷载的加载点高度时，将下左钢丝绳和下右钢丝绳绕过下定滑轮与试验桩上的吊环相连，实现对不同长度桩的水平加载。
18.进一步地，配重砝码用于平衡加载杆的自重，并可通过对上外定滑轮的和吊钩的位置微调，改变传力角度以完成精确的平衡。
19.进一步地，弯曲元阵列支架包括橡胶底座、支架底座、弹簧卡扣、c字管、压板、螺栓和弯曲元传感器；支架底座固定在橡胶底座上，c字管插入并固定在支架底座，弹簧卡扣通过弹簧压缩产生的张力固定在c字管管内，螺栓穿过压板与弹簧卡扣上的螺纹连接，弯曲元传感器通过压板与c字管固定，实现对弯曲元传感器的稳定夹持，并可方便地根据实验需求对传感器位置进行无级调整，橡胶底座可有效减少激发侧弯曲元通过模型箱与地面向接收侧弯曲元传导干扰振动。
20.另一方面，本发明提供了一种测量循环荷载下桩周土刚度特性的实验方法，实验前，先通过上排水板和排水底管完成试验土体预定固结压力的的预压固结，固结过程中通过激光位移传感器监测沉降，确定固结完成度，然后安装桩限位板，将试验桩缓慢压至指定高度，静置至弯曲元测得的土体剪切模量稳定，最后在弯曲元等传感器的监测下完成桩水平循环加载试验，进行数据的后期处理，得到桩周土刚度变化的特性参数。
21.本发明的有益效果是：可提供长期地、稳定地、变幅值的水平循环荷载；可测量桩周土剪切模量变化，便于循环荷载作用下桩周土软化特性的研究；可提供较高竖向固结压力，上下双排水面，固结速度快，适用于黏土的大比尺模型试验；通过控制固结压力以及激光位移传感器和弯曲元的反馈监测，可控制多组实验的组间土体初始条件相对稳定；荷载加载点和传感器支架的可调整性强，便于适应不同的实验需求。
附图说明
22.图1为本发明固结阶段的结构示意图；
23.图2为本发明固结阶段的侧向示意图；
24.图3为本发明循环加载阶段的结构示意图；
25.图4为本发明循环加载阶段的侧向示意图；
26.图5为本发明改变桩加载点高度的侧向示意图；
27.图6为本发明反力架的结构示意图
28.图7为本发明上排水板的结构示意图；
29.图8为本发明加载杆的结构示意图；
30.图9为本发明弯曲元阵列支架的结构示意图；
31.图10本发明加压杆和桩的结构示意图；
32.图11为本发明的实验方法流程图；
33.图中：1-排水底管；2-防侧倾肋板；3-模型箱；4-连接板；5-反力架；6-上排水板；7-千斤顶；8-加压杆；9-加载杆；10-1-上外定滑轮；10-2-上内定滑轮；11-下定滑轮；12-试验桩；13-1-上钢丝绳；13-2-下左钢丝绳；13-3-下右钢丝绳；14-配重砝码；15-加载砝码一；16-加载砝码二；17-桩限位板；18-1第一安装横梁；18-2-第二安装横梁；19-安装小横梁；20-弯曲元阵列支架；21-激光位移传感器；22-力传感器；201-橡胶底座；202-支架底座；203-弹簧卡扣；204-c字管；205-压板；206-螺栓；207-弯曲元传感器；601-角排水板；602-边排水板；603-异形边排水板；604-中心排水板；801-杆帽；802-杆身；803-锥形杆底；804-平杆底；901-主加载杆；902-旋转杆；903-旋转限位板；904-电机固定板；905-电机；906-联轴
器；907-电机调速器；908-计数器；909-法兰轴承；910-1-第一吊钩；910-2-第二吊钩；910-3-第三吊钩；910-4-第四吊钩；
具体实施方式
34.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
35.如图1-4所示，本发明提供了一种测量循环荷载下桩周土刚度特性的实验装置，包括加压固结装置、循环加载装置和桩土特性测量装置；
36.加压固结装置包括排水底管1、防侧倾肋板2、模型箱3、连接板4、反力架5、上排水板6、千斤顶7、加压杆8，所述模型箱3用于装填实验用土体，所述上排水板6盖放在模型箱3内的土体上部，所述排水底管1平行安装在模型箱3的底面四条边上，排水底管1和反力架5通过防侧倾肋板2连接，所述的连接板4和反力架5通过螺栓固定在模型箱3上，所述的千斤顶7固定在反力架5最上端横梁的中部并与加压杆8顶部接触，所述加压杆8底部与上排水板6的上表面中心处接触；；
37.所述的排水底管1的上侧和内侧开设多个排水孔，其上铺设土工布与砂垫层，实现本装置在固结过程中对黏土下表面的集水排水功能，收集的水通过模型箱3下部的排水孔排出。所述的防侧倾肋板2可保护反力架5和模型箱3在较大的竖向固结压力作用下不发生侧向偏斜破坏。所述的模型箱3和反力架5通过四块连接板4夹持连接，模型箱3与反力架5在加压固结过程中可完成竖向力的自平衡，无需额外的地锚措施。
38.如图6所示，所述的反力架5包括竖杆501、上横梁502、横向加固杆503、斜腹杆504、下横梁505、工字钢506，所述竖杆501安装在排水底管1的相对两条边上，竖杆501上安装连接板4，两根下横梁505安装在竖杆501两侧，两根上横梁502安装在竖杆501上端，与下横梁505平行，且与下横梁505之间通过若干根斜腹杆504连接；连根上横梁502之间通过横向加固杆503连接；千斤顶7通过工字钢506安装在上横梁502上；桁架体系可保证反力架5能承受较大的竖向固结反力，两榀桁架间的空隙用于在固结期间穿行传感器信号线。
39.上排水板6由四块角排水板601、两块边排水板602、两块异形边排水板603、一块中心排水板604螺栓连接而成，上排水板6上部带有数块加劲肋板，具有较大整体刚度，保证竖向固结压力可以均匀地传递到土的上表面，具有较小的单体重量，便于人工操作，上排水板6开有排水孔，实现本装置在固结过程中对黏土上表面的排水功能。
40.加压杆8包括杆帽801、杆身802、锥形杆底803、平杆底804，杆帽801安装在杆身802上端；杆身802由多种长度的带螺纹钢管组合而成，通过改变组合方法，实现在有限的千斤顶7行程的分层加压固结，千斤顶7可施加高固结压力，在需要时可将平杆底804替换为锥形杆底803，加压杆可转换为试验桩12。
41.循环加载装置包括加载杆9、上外定滑轮10-1、上内定滑轮10-2、下定滑轮11、试验桩12、上钢丝绳13-1、下左钢丝绳13-2、下右钢丝绳13-3、配重砝码14、加载砝码一15、加载砝码二16和桩限位板17，所述的加载杆9与连接板4通过转轴铰接，所述的上外定滑轮10-1通过钢圆杆和螺栓安装在反力架5横梁两端，每端各安装一个，所述的上内定滑轮10-2安装在反力架5横梁两端，每端各安装一个，所述的下定滑轮11通过钢圆杆和螺栓桩土特性测量装置的第一安装横梁18-1上，所述的试验桩12左端与加载杆9通过下左钢丝绳13-2绕过上内定滑轮10-2连接，所述试验桩12的右端与加载砝码一15通过下右钢丝绳13-3绕过上内定
滑轮10-2连接；所述的加载杆9与配重砝码14通过上钢丝绳13-1绕过上外定滑轮10-1连接，所述的加载砝码二16与加载杆9通过第三吊钩910-3连接，两对桩限位板17固定在第一安装横梁18-1和第二安装横梁18-2上，可保证插入桩时桩的竖直度；当需要改变水平荷载的加载点高度时，将下左钢丝绳13-2和下右钢丝绳13-3绕过下定滑轮11与试验桩12上的吊环相连，实现对不同长度桩的水平加载。配重砝码14用于平衡加载杆9的自重，并可通过对上外定滑轮10-1的和第一吊钩910-1的位置微调，改变传力角度以完成精确的平衡。
42.加载杆9包括主加载杆901、旋转杆902、旋转限位板903、电机固定板904、电机905、联轴器906、电机调速器907、计数器908、法兰轴承909、第一吊钩910-1、第二吊钩910-2、第三吊钩910-3和第四吊钩910-4；
43.主加载杆901上从左至右依次安装有计数器908、电机调速器907、联轴器906、电机固定板904、第一吊钩910-1、第二吊钩910-2；电机固定板904上安装有电机905，电机905与联轴器906连接，旋转杆902位于主加载杆901的下方且贯穿主加载杆901与联轴器906固定，联轴器906和主加载杆901之间安装有一个法兰轴承909；
44.旋转杆902下部从左至右依次安装有第三吊钩910-3和第四吊钩910-4；第一吊钩910-1通过上钢丝绳13-1与配重砝码14连接，第二吊钩910-2通过下左钢丝绳13-2与试验桩12连接，第三吊钩910-3与加载砝码二16连接，第四吊钩910-4作为第三吊钩910-3自重的平衡配重；
45.主加载杆901和旋转杆902外侧有旋转限位板903固定，旋转限位板拆除后，电机905通过联轴器906带动旋转杆902，通过旋转改变加载砝码二16力臂长度，实现对桩施加简谐水平荷载，通过改变加载砝码一15和加载砝码二16的质量，可施加任意幅值的简谐荷载。
46.所述的桩土特性测量装置包括第一安装横梁18-1、第二安装横梁18-2、安装小横梁19、弯曲元阵列支架20、激光位移传感器21和力传感器22，所述的第一安装横梁18-1和第二安装横梁18-2与反力架5通过螺栓固定，且第一安装横梁18-1和第二安装横梁18-2构成的面相互平行，所述的安装小横梁19与第一安装横梁18-1和第二安装横梁18-2通过螺栓固定，所述的弯曲元阵列支架20的底部与模型箱3底部固定放置，所述的激光位移传感器21与安装小横梁19固定，安装小横梁19可在第一安装横梁18-1、第二安装横梁18-2上改变安装位置，实现不同类型和量程传感器的安装。
47.所述的力传感器22安装在加载杆9和上内定滑轮10-2之间的下左钢丝绳13-2上。
48.弯曲元阵列支架20包括橡胶底座201、支架底座202、弹簧卡扣203、c字管204、压板205、螺栓206和弯曲元传感器207；支架底座201固定在橡胶底座202上，c字管204插入并固定在支架底座202，弹簧卡扣203通过弹簧压缩产生的张力固定在c字管204管内，螺栓206穿过压板205与弹簧卡扣203上的螺纹连接，弯曲元传感器207通过压板205与c字管204固定，实现对弯曲元传感器207的稳定夹持，并可方便地根据实验需求对传感器位置进行无级调整，橡胶底座201可有效减少激发侧弯曲元通过模型箱与地面向接收侧弯曲元传导干扰振动。
49.本发明还提供了一种测量循环荷载下桩周土刚度特性的实验方法，该方法具体为：实验前，先通过上排水板6和排水底管1完成试验土体预定固结压力的的预压固结，固结过程中通过激光位移传感器21监测沉降，确定固结完成度，然后安装桩限位板，将试验桩12缓慢压至指定高度，静置至弯曲元测得的土体剪切模量稳定，最后在弯曲元等传感器的监
测下完成桩水平循环加载试验，进行数据的后期处理，得到桩周土刚度变化的特性参数，通过控制固结压力以及激光位移传感器和弯曲元的反馈监测，可控制多组实验的组间土体初始条件相对稳定。
50.实施例1
51.本实施例的测量循环荷载下桩周土刚度特性的实验装置包括加压固结装置、循环加载装置和桩土特性测量装置三部分。
52.如图1所示，加压固结装置包括排水底管1、防侧倾肋板2、模型箱3、连接板4、反力架5、上排水板6、千斤顶7、加压杆8。所述模型箱3用于装填实验用土体，排水底管1和反力架5通过防侧倾肋板2连接，所述的连接板4和反力架5通过螺栓固定在模型箱3上，所述的千斤顶7通过螺栓固定在反力架5上，所述的反力架5和上排水板6通过加压杆8接触。通过对千斤顶7加压施加竖向固结力，将竖向固结力通过加压杆8传递至上排水板6，进一步地，传递到实验用土体。
53.上排水板6如图7所示，由四块角排水板601、两块边排水板602、两块异形边排水板603、一块中心排水板604螺栓连接而成，上排水板6上部带有数块加劲肋板，具有较大整体刚度，保证竖向固结压力可以均匀地传递到土的上表面，并具有较小的单体重量，便于人工操作，上排水板6开有排水孔，实现本装置在固结过程中对黏土上表面的排水功能。
54.所述的模型箱3和反力架5通过四块连接板4夹持连接，模型箱3与反力架5在加压固结过程中可完成竖向力的自平衡，无需额外的地锚措施。所述的防侧倾肋板2可保护反力架5和模型箱3在较大的竖向固结压力作用下不发生侧向偏斜破坏。所述的反力架5包括竖杆501、上横梁502、横向加固杆503、斜腹杆504、下横梁505、工字钢506，桁架体系可保证反力架5能承受较大的竖向固结反力，两榀桁架间的空隙用于在固结期间穿行传感器信号线。所述的排水底管1的上侧和内侧开设多个排水孔，其上铺设土工布与砂垫层，实现本装置在固结过程中对黏土下表面的集水排水功能，收集的水通过模型箱3下部的排水孔排出。
55.如图10所示，加压杆8包括杆帽801、杆身802、锥形杆底803、平杆底804，杆身802由多种长度的带螺纹钢管组合而成，通过改变组合方法，实现在有限的千斤顶7行程的分层加压固结，千斤顶7可施加高固结压力，在需要时可将平杆底804替换为锥形杆底803，加压杆可转换为试验桩12。
56.如图4所示，循环加载装置包括加载杆9、上外定滑轮10-1、上内定滑轮10-2、下定滑轮11、试验桩12、上钢丝绳13-1、下左钢丝绳13-2、下右钢丝绳13-3、配重砝码14、加载砝码一15、加载砝码二16和桩限位板17，所述的加载杆9与连接板4通过转轴铰接，所述的上外定滑轮10-1通过钢圆杆和螺栓安装在反力架5横梁两端，每端各安装一个，所述的上内定滑轮10-2安装在反力架5横梁两端，每端各安装一个，所述的下定滑轮11与第一安装横梁18-1通过钢圆杆和螺栓连接，所述的试验桩12左端与加载杆9通过下左钢丝绳13-2绕过上内定滑轮10-2连接，所述试验桩12的右端与加载砝码一15通过下右钢丝绳13-3绕过上内定滑轮10-2连接；所述的加载杆9与配重砝码14通过上钢丝绳13-1绕过上外定滑轮10-1连接，所述的加载砝码二16与加载杆9通过第三吊钩910-3连接，两对桩限位板17固定在第一安装横梁18-1和第二安装横梁18-2上，可保证插入桩时桩的竖直度。配重砝码14用于平衡加载杆9的自重，并可通过对上外定滑轮10-1的和第一吊钩910-1的位置微调，改变传力角度以完成精确的平衡。
57.如图5所示，下左钢丝绳13-2和下右钢丝绳13-3可绕过下定滑轮11，改变水平荷载的加载点高度，实现对不同长度桩的水平加载。如图8所示，加载杆9包括主加载杆901、旋转杆902、旋转限位板903、电机固定板904、电机905、联轴器906、电机调速器907、计数器908、法兰轴承909、第一吊钩910-1、第二吊钩910-2、第三吊钩910-3和第四吊钩910-4，旋转限位板拆除后，旋转杆可通过旋转改变加载砝码二16力臂长度，实现对桩施加简谐水平荷载，通过改变加载砝码一15和加载砝码二16的质量，可施加任意幅值的简谐荷载。
58.如图3和图4所示，所述的桩土特性测量装置包括第一安装横梁18-1、第二安装横梁18-2、安装小横梁19、弯曲元阵列支架20、激光位移传感器21和力传感器22，所述的第一安装横梁18-1、第二安装横梁18-2与反力架5通过螺栓固定，所述的安装小横梁19与第一安装横梁18-1、第二安装横梁18-2通过螺栓固定，所述的弯曲元阵列支架20与模型箱3固定放置，所述的激光位移传感器21与安装小横梁19固定，所述的力传感器22与下左钢丝绳13-2连接。如图9所示，弯曲元阵列支架20包括橡胶底座201、支架底座202、弹簧卡扣203、c字管204、压板205、螺栓206、弯曲元传感器207，弯曲元传感器207通过弹簧卡扣203、压板205、螺栓206与c字管204固定，实现对弯曲元传感器的稳定夹持，并可方便地根据实验需求对传感器位置进行无级调整，橡胶底座201可有效减少激发侧弯曲元通过模型箱与地面向接收侧弯曲元传导干扰振动。如图4所示，安装小横梁19可在第一安装横梁18-1、第二安装横梁18-2上改变安装位置，实现不同类型和量程传感器的安装。
59.实施例2
60.如图11所示，本发明提供的一种测量循环荷载下桩周土刚度特性的实验方法具体步骤如下：
61.步骤1：基础结构安装
62.1.1检查确认所述的各个单元部件正常；
63.1.2安装反力架、加载杆、弯曲元阵列等传感器；
64.步骤2：预压固结
65.2.1分层填土；
66.2.2安装预压固结系统中的千斤顶、加压杆和上排水板，并用千斤顶对加压杆施加竖向固结荷载；
67.2.3固结过程中用激光位移传感器监测沉降变化情况，若沉降未达到稳定状态，则维持固结压力，直至沉降在6h内变化量小于0.2mm，待沉降稳定后施加下一级固结压力，直到土体达到预设的固结压力；
68.2.4移除千斤顶、加压杆和上排水板；
69.步骤3：打入桩并施加水平循环荷载
70.3.1安装桩限位板，从上压入桩至指定高度；
71.3.2静置，直至弯曲元传感器测得的桩周土剪切模量达到稳定；
72.3.3安装配置砝码、加载砝码一、加载砝码二、力传感器，调试循环力幅值至预定值；
73.3.4拆除桩限位板；
74.3.5开始施加循环荷载，期间采用各传感器测得土体的特性变化。
75.上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和
权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。