[发明专利]一种桩土接触面力学特性测试装置和测试方法

权利要求书

1.一种桩-土接触面力学特性测试装置，由密封压力室、空心圆柱土试样、实心圆柱混凝土桩试样组成，其特征在于：混凝土桩试样的直径与空心圆柱土试样的内径相等，两者紧密贴合；混凝土桩试样下端通过弹簧组放置在底座上，上端通过传力杆与应力加载系统相连，传力杆上设置应力传感器和位移传感器I；混凝土桩试样外侧为空心圆柱土试样，土试样下端放置滤纸、透水石并放置在基座上，土试样上端依次放置滤纸、透水石、顶盖及位移传感器II；应力传感器、位移传感器I、位移传感器II分别与数据采集系统相连；

所述实心圆柱混凝土桩试样的直径为10cm，高55cm；空心圆柱土试样的内径为10cm，外径30cm，高50cm。

2.根据权利要求1所述的一种桩-土接触面力学特性测试装置的测试方法，其技术步骤包括: 

（1）按工程实际预制不同表面粗糙度的实心圆柱状混凝土桩试样；

（2）将混凝土桩试样下端通过弹簧组放置在底座上，桩试样上端通过传力杆与应力加载系统相连，施加一定的轴向应力使弹簧组压缩；

（3）在底座上依次放置透水石和滤纸，放置制样对开瓣膜，将橡皮膜套在制样瓣膜内侧并用橡皮圈将橡皮膜固定，将土试样质量三等分依次加入橡皮膜内并达到相应层所要求的高度制成空心圆柱土试样；

（4）在空心圆柱土试样上端依次放置滤纸、透水石和顶盖，扎紧橡皮膜，对空心圆柱土试样施加一定的负压使试样能够站立，拆除制样对开瓣膜；

（5）位移传感器I放置在桩试样上端，位移传感器II放置在土试样顶盖上，将应力传感器、位移传感器I、位移传感器II、孔压计等与数据采集系统相连；

（6）饱和和固结：选取适宜方式进行土试样饱和，饱和完成后按试验需求选择排水或不排水方式施加围压使土体固结；

（7）剪切：固结完成后，在桩试样上端施加静（动）轴向应力，试验开始；土试样在试验开始时仅受围压作用不受轴向应力作用，土体保持不动；在轴向应力和下端弹簧组反力的共同作用下，桩试样在竖向发生移动，由于桩表面粗糙桩试样带动桩侧土体产生竖向移动，二者移动的大小不同，其值可通过位移传感器I和位移传感器II的测量并取二者的差值得到；

土试样产生竖向移动的同时所引起体积变形和孔隙水应力的变化通过测量孔压等而得到；

当轴向位移（或孔隙水压力）达到相应的破坏标准时试验停止；

（8）分析试验数据，可得到桩-土接触面的应力-应变关系、桩-土的相对位移、土体的体积变形等。