[发明专利]一种横向受荷体土压力测量试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种横向受荷体土压力测量试验方法。

背景技术

目前，在深基坑工程、港口工程、桥梁工程、高层建筑和边坡等工程中，横向受荷体(例如受荷桩和挡土墙)应用较为广泛，其主要承受横向力及力矩的作用或者竖向荷载的作用。

以受荷桩为例，按其受力特点可分为竖向受荷桩(如桩基础)与横向受荷桩(如抗滑桩、围护桩)。在横向受荷桩的受力分析过程中，最大的难点在于如何准确确定作用于桩的侧向土压力。一方面，桩侧土压力与土体和桩的变形大小及模式相关，因此，需要将桩和土体作为整体来考虑；另一方面，风化、地震、降雨以及桩体施工等会改变土体密度、孔隙比、含水量等物理参数，引起土体力学参数(c,等)发生变化，进而改变桩侧土压力的大小和分布规律。

目前，在横向受荷体(如抗滑桩、挡土墙)常规设计中土压力一般取静止土压力或极限状态下的主动土压力或被动土压力。然而实际工程中的土压力是土与横向受荷体之间相互作用的结果，横向受荷体的不同变位模式、土体的变形与强度特性都对土压力的大小和分布规律产生影响。传统设计理论所采用的许多假设都在不同程度地回避横向受荷体与土体相互作用问题，使得横向受荷体侧土压力计算方法缺乏理论依据，设计参数存在诸多假设和不确定性，横向受荷体的设计计算大多依靠设计师的经验，设计理论滞后，工程失效的情况也时有发生，造成了巨大的财产损失(例如，3m×2m截面的抗滑桩造价基本上每米上万元，浙江省上三高速公路6#滑坡抗滑桩加固工程费用超过四千万)，且工程失效涉及民生安全，关系重大。因此，积极开展横向受荷体侧土压力的试验研究具有较强的工程应用背景，而且具有非常重要的理论与应用价值。

鉴于人为因素(桩体施工)、自然因素(降雨、地震等)及桩体(墙体)位移等扰动因素影响下横向受荷体与土体相互作用的复杂性，建立合理的横向体侧土压力计算模型必须基于大量的试验。然而，现场试验成本过高，模型试验成为研究横向受荷体(抗滑桩、挡土墙等)体侧土压力分布特性的有效手段。但目前关于这方面测量模拟试验装置和方法却不尽准确合理，成本较高，因此，开发一种横向受荷体体侧土压力测量模型试验方法，以满足受荷体体侧土压力分布规律研究的需要成为项目组迫切需要解决的问题。

因此，针对以上不足，本发明提供了一种横向受荷体土压力测量试验方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种准确合理、成本较低的横向受荷体土压力测量试验方法以满足横向受荷体在承受荷载发生移动情况下土压力分布规律的研究需要。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种横向受荷体土压力测量试验方法，其包括以下步骤：

步骤S1、建造外槽，在外槽内设置一内槽；

步骤S2、预制横向受荷体，在横向受荷体的顶部和底部预留安装孔，并将制成的横向受荷体竖向放置在内槽中；

步骤S3、在横向受荷体的一侧设置加载组件，使加载组件的一端与横向受荷体连接，另一端抵在外槽的侧壁上；

步骤S4、在横向受荷体上安装位移测量元件，按试验要求在内槽内填筑土体，并在横向受荷体侧面埋置多个土压力测量元件；

步骤S5、驱动加载组件工作，以使加载组件推动横向受荷体移动；

步骤S6、记录位移测量元件所测得的横向受荷体位移值以及土压力测量元件所测得的横向受荷体侧面土压力值；

步骤S7、根据步骤S6中测得的横向受荷体位移值和横向受荷体侧面土压力值，结合受荷体侧面的土体物理参数，获取受荷体侧面的土压力分布规律。

其中，步骤S3中，加载组件包括上加载组件和下加载组件，上加载组件和下加载组件水平设置且位于横向受荷体的同侧，将上加载组件的一端抵在外槽的侧壁上，另一端与横向受荷体的顶部连接，将下加载组件的一端抵在外槽的侧壁上，另一端与横向受荷体的底部连接。

其中，所述横向受荷体为多个并列设置的受荷桩，上加载组件包括相配合的第一传力杆和第一千斤顶，下加载组件包括相配合的第二传力杆和第二千斤顶，在步骤S3中，沿受荷桩底部安装孔穿过第二导杆，用螺栓组件将第二导杆的两端分别与两个第二传力杆连接；沿受荷桩顶部安装孔穿过第一导杆，用螺栓组件将第一导杆两端分别与两个第一传力杆连接。

其中，根据两个第一传力杆和两个第二传力杆的位置分别在外槽的槽壁上相应地布置两个第一千斤顶和两个第二千斤顶，并使第一千斤顶与第一传力杆接触，使第二千斤顶与第二传力杆接触。