1.一种桩承高耸结构模型试验动力加载装置，其特征在于主体结构由轨道式齿轮水平动力加载装置和齿轮竖向动力加载装置安装在塔架上构成，塔架模拟上部高耸结构物，轨道式齿轮水平动力加载装置包括主动施力齿轮、被动施力齿轮、质量块、传动轴、传动齿轮、调速电机加载系统、数控环形轨道和夹板式托盘，结构相同的主动施力齿轮和被动施力齿轮相互咬合组成施力齿轮副，主动施力齿轮和被动施力齿轮上对称式分别安装有一个质量块，传动齿轮与主动施力齿轮相互咬合，施力齿轮副和传动齿轮组成齿轮组；调速电机加载系统包括微型电机、高强度合金箱、数显调速器和电源，电源与微型电机相连，微型电机放置在高强度合金箱内并置于齿轮组的下方，微型电机与传动轴咬合，微型电机与数显调速器相连用于控制转速，数显调速器上显示的数字与微型电机的速比比值为电机的转速ω；

数控环形轨道包括环形轨道、滑动云台、轨道锂电池和触屏控制器，轨道锂电池和触屏控制器分别与环形轨道相连，齿轮组和调速电机加载系统放置在滑动云台上，滑动云台置于环形轨道上；夹板式托盘的上部与数控环形轨道刚性连接，并用螺栓和螺母固定安装在塔架上；齿轮竖向动力加载装置包括施力齿轮副、质量块、传动齿轮、传动轴、调速电机加载系统和柱形托盘，其中施力齿轮副、质量块、传动齿轮、传动轴、调速电机加载系统均与轨道式齿轮水平动力加载装置相同；柱形托盘替换滑动云台、环形轨道和夹板式托盘，齿轮组和调速电机加载系统竖直安装在柱形托盘；所述质量块的旋转半径r为4cm，其重心与所在齿轮的重心不重叠，随着转动的进行给齿轮施加一个离心力，与齿轮施加给质量块的向心力等大反向，将此向心力分解到x轴和y轴方向上，x方向力相互抵消，y轴方向力相互叠加，当两个2

质量块的质量相同时，x轴方向合力为零，只剩y轴相互叠加的力Fy＝2mrωsinθ，能通过改变质量块m的大小和转速ω的大小来改变施加的动力大小，实现动力加载大小的可变性，其中θ为向心力与x方向力的夹角。

2.根据权利要求1所述桩承高耸结构模型试验动力加载装置，其特征在于所述主动施力齿轮和被动施力齿轮的基圆半径均为6cm，齿顶高为1cm，齿数为36齿，主动施力齿轮带动被动施力齿轮同速转动。

3.根据权利要求1所述桩承高耸结构模型试验动力加载装置，其特征在于所述传动齿轮的基圆半径为3cm，齿顶高为1cm，齿数为9齿。

4.根据权利要求1所述桩承高耸结构模型试验动力加载装置，其特征在于所述数控环形轨道的环形轨道半径为20cm，触屏控制器根据真实荷载的特征预先设定好滑动云台的滑动轨迹、停留位置以及停留时间，滑动云台的转动速度ω为1转/60天‑1转/6秒。

5.根据权利要求1所述桩承高耸结构模型试验动力加载装置，其特征在于所述塔架为外径120mm、壁厚5mm的空心钢管，能与外部模型桩顶部螺纹连接。

6.根据权利要求1所述桩承高耸结构模型试验动力加载装置，其特征在于所述柱形托盘外径为120mm，壁厚5mm，能与塔架顶部螺纹连接。

7.根据权利要求1所述桩承高耸结构模型试验动力加载装置，其特征在于该装置用于施工时包括以下五个步骤：

(1)多自由度动力加载装置的生产制作：按照尺寸和个数要求，批量制作施力齿轮副和传动齿轮，将施力齿轮副和传动齿轮按照要求安装在调速电机加载系统上，实现传动轴与传动齿轮的咬合、传动齿轮与主动施力齿轮的咬合、主动施力齿轮和被动施力齿轮的咬合，在主动施力齿轮和被动施力齿轮的对称位置安装质量块；将齿轮组和调速电机加载系统安装在柱形托盘上制成齿轮竖向动力加载装置；将齿轮组和调速电机加载系统安装在数控环形轨道上，再与夹板式托盘8刚性连接，制成轨道式齿轮水平动力加载装置；

(2)试验准备：将齿轮竖向动力加载装置安装在塔架的顶部，将轨道式齿轮水平动力加载装置按照模拟的荷载特征安装在塔架的不同位置处，将塔架安装在模型桩的顶部位置，模型桩固定在已装好砂土的模型槽的指定位置处；

(3)桩体贯入：启动齿轮竖向动力加载装置，按照试验要求将桩体贯入到砂土中进行沉桩；

(4)载荷试验：沉桩结束后，启动轨道式齿轮水平动力加载装置，按照所模拟荷载的特征，设定轨道式齿轮水平动力加载装置的齿轮组位置、运行轨迹、齿轮的转速，同时重新设置齿轮竖向动力加载装置的转速，真实有效的模拟桩承高耸结构物不同荷载的耦合作用。