[发明专利]一种可深层加载的螺旋板载荷试验装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种土工现场测试领域，具体涉及一种可深层加载的螺旋板载荷试验装置，还涉及一种可深层加载的螺旋板载荷试验方法，用来现场测试不同深度地基土承载力和变形特性参数。

背景技术

采用大尺寸平板载荷试验来确定地基土承载力是最直接和可靠的方法，但平板载荷试验周期长，资金投入大，不可能大范围的采用，尤其是对于公路、铁路等线状工程更是如此。因此，测试速度快、成本低的原位测试技术被广泛应用于地质勘查工作中，其中螺旋板载荷试验是目前应用最广的原位测试技术。

螺旋板载荷试验是近30年来由常规的平板载荷试验演变发展而来的，该试验最初是从挪威技术学院等人提出并研制的现场压缩仪开始的。经过近30年的发展，现在国际上的挪威、瑞典、加拿大、澳大利亚等国家分别用它来测试砂类土、软粘土、硬粘土的岩土工程指标。

螺旋板载荷试验是将一螺旋形的承压板(以下简称螺旋板)借用人力或机械力旋人地面以下预定的试验深度，通过传力杆对螺旋板施加荷载，由传力杆下端与螺旋板相连的电阻应变式传感器测读螺旋板承受的荷载，通过观测与螺旋板相连的传力杆的变形测读螺旋板承受不同荷载时的相应变形，通过所获得的应力一变形一时间关系曲线，求取地基土的承载力、变形模量、固结系数及饱和软粘土不排水抗剪强度等设计参数，对难以取得原状土试样的砂类土尤为实用。

螺旋板载荷试验的优点在于：试验深度大，可以在地下水位以下，地基土的应力状态没有破坏的条件下，根据需要在不同深度进行试验；加荷方式是竖向的，与工程中地基土的实际受荷方向相同，比起旁压试验更接近实际情况，特别是对各向异性的土体更具重要意义；测试范围大，对具有微裂隙、微层理、特是对夹薄层砂的土层及砂层．取样做室内试验样扰动大，甚至不能采取原状样，可以测得比较符合实际的岩土工程参数；设备简单，操作方便，便于在实际工作中推广。然而螺旋板载荷试验也有其自身的缺陷，由于螺旋板的荷载是靠传力杆传递的，这就要求杆的刚度足够大，事实上如果把杆的连接等因素考虑在内，当杆达到一定长度后，势必产生一定的挠曲；另外螺旋板在地面采用千斤顶对传力杆进行施加荷载，传力杆的垂直度是影响测试结果可靠性和准确性的关键因素。

因此，为解决螺旋板以上缺陷问题，急需对现有的螺旋板载荷试验仪进行改造，研制一套深层加载的螺旋板载荷试验装置，确保试验成果真实可靠。

发明内容

本发明的目的就在于研究不同深度地基土的承载力及变形特性，提供一种现场测试不同深度地基土承载力和变形特性的试验装置及其方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种可深层加载的螺旋板载荷试验装置，包括地锚和螺旋板，地锚与地锚传力杆连接，地锚传力杆上设置有压板，压板上架设有横梁，螺旋板一端与深层加载单向油压千斤顶一端连接，深层加载单向油压千斤顶另一端与传力杆一端连接，深层加载单向油压千斤顶上设置有用于测量其油压的压力传感器，传力杆另一端通过传力柱与横梁连接，压力传感器与数据采集仪连接，深层加载单向油压千斤顶与手动油泵连接。

如上所述的地锚为4个，呈矩形分布，位于矩形短边的2个地锚上架设有压板，所述的地锚传力杆穿过压板，并通过螺帽固紧在压板上，所述的横梁两端分别架设在矩形短边的2个压板上且位于矩形的中心线，横梁通过抱箍固紧在压板上。

如上所述的传力柱位于横梁的中心，所述的传力杆为若干个，传力柱垂直放置，传力柱的垂直中心线、传力杆的垂直中心线和螺旋板的垂直中心线重合。

如上所述的压力传感器设置在深层加载单向油压千斤顶与传力杆之间，压力传感器通过电缆与数据采集仪连接，深层加载单向油压千斤顶通过油管与手动油泵连接，传力杆为空心，电缆和油管从传力杆穿出至地面。

一种可深层加载的螺旋板载荷试验装置，还包括用于测量手动油泵油量的油量表和用于测量手动油泵油压的油压表。

如上所述的螺旋板上设置有方榫，与螺旋板连接的深层加载单向油压千斤顶上设置有与方榫外形适配的方孔，方榫插入到方孔内，方榫上设置有方榫连接孔，方孔的孔壁上设置有方孔连接孔，一金属线依次穿过方榫连接孔和方孔连接孔。

一种可深层加载的螺旋板载荷试验方法，包括以下步骤：

步骤1、平整场地，择定试验孔位置，根据试验孔的位置确定地锚的位置，试验孔的位置位于各个地锚连成的矩形中心，将4个地锚旋入地面；