[发明专利]能量桩－土荷载、温度传递机理模型试验装置和试验方法

权利要求书

1.一种能量桩－土荷载、温度传递机理模型试验装置，其特征是它包括透明模型槽，透明模型槽内设有埋设在模拟桩周土、桩端土的透明土中的透明能量桩，所述透明能量桩为空心，桩底封闭，透明能量桩内布置有传热管，所述传热管与冷热循环机构联接；透明能量桩桩侧埋设有测量透明能量桩桩体轴力变形和温度变化的光纤光栅，桩底埋设有测量透明能量桩桩底应力的土压力盒，透明模型槽外一侧设有安装在移动机构上的激光源，透明模型槽外的正视面、俯视面设有可观察透明模型槽空间的数码相机，数码相机通过数据线与处理装置联接；激光照射透明模型槽形成透明模型槽的竖向面或水平面的激光切面，由数码相机记录桩周土体散斑场和透明度，确定冷热循环作用下和桩顶荷载作用下透明能量桩桩周土体温度场和位移场的变化规律。

2.根据权利要求1所述的能量桩－土荷载、温度传递机理模型试验装置，其特征是所述冷热循环机构包括恒温水槽、水泵，传热管通过水泵与恒温水槽联接，使恒温水槽内的恒温水在传热管与恒温水槽之间循环流动。

3.根据权利要求1所述的能量桩－土荷载、温度传递机理模型试验装置，其特征是所述移动机构包括底座，底座上设有支架，支架之间设有滑杆，所述激光源安装在支杆上，支杆通过滑块安装在滑杆上；所述激光源可在支杆上竖直移动，所述支杆可在滑杆上水平移动，使激光源可以在任意位置形成透明模型槽的竖向面或水平面的激光切面。

4.根据权利要求1或2或3所述的能量桩－土荷载、温度传递机理模型试验装置，其特征是所述透明土它由全氟环状聚合物与相同折射率的无色孔隙液体经备料、混配、抽真空步骤配制而成，所述全氟环状聚合物为粒径0.25㎜～2.0㎜的颗粒，其颗粒为不规则形状，折射率1.34，密度2.03g/㎝³，透光率95﹪，吸水性＜0.01﹪；所述透明土的物理特性为：密度1.53 g/㎝³～2.0g/㎝³，重度15kN/m³～20kN/m³，密实度20﹪～80﹪；力学特性为：内摩擦角30°～31°，弹性模量8MPa～50MPa，泊松比0.2～0.45；所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或酒精溶液或溴化钙溶液中的一种。

5.根据权利要求4所述的能量桩－土荷载、温度传递机理模型试验装置，其特征是所述的全氟环状聚合物颗粒0.25㎜≤粒径＜0.5㎜的为10﹪～50﹪，0.5㎜≤粒径＜1.0㎜的为10﹪～50﹪，1.0㎜≤粒径＜1.5㎜的为10﹪～50﹪，1.5㎜≤粒径≤2.0㎜的为10﹪～50﹪，以重量计，合计为100﹪。

6.根据权利要求1或2或3所述的能量桩－土荷载、温度传递机理模型试验装置，其特征是所述透明土它由全氟环状聚合物与相同折射率的无色孔隙液体经备料、混配、抽真空、固结步骤配制而成，所述全氟环状聚合物为粒径≤0.074㎜的颗粒，其颗粒为不规则形状，折射率1.34，密度2.03g/㎝³，透光率95﹪，吸水性＜0.01﹪；所述透明土的物理特性为：密度1.63g/㎝³～2.0g/㎝³，重度16kN/m³～20kN/m³，固结度OCR值0.8～3；力学特性为：凝聚力1kPa～3kPa，内摩擦角19°～22°，弹性模量5MPa～9MPa，泊松比0.20～0.35；所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或酒精溶液或溴化钙溶液中的一种。