[发明专利]一种桩土界面土和孔隙水压力测试装置及方法

权利要求书

1.一种桩土界面土和孔隙水压力测试装置，其特征在于主体结构包括高强预应力混凝土管桩、硅压阻式土压力计、硅压阻式孔隙水压力计、铠装光缆、桩身钻孔、YE2539高速静态应变仪和钢板；根据不同土层的分界面，用静压法施工形成的高强预应力混凝土管桩外侧壁上不同截面和桩端处分别嵌入式对称安装有硅压阻式土压力计和硅压阻式孔隙水压力计，相邻硅压阻式土压力计之间和相邻硅压阻式孔隙水压力计之间均通过铠装光缆连接，并灌入环氧树脂封装；相邻硅压阻式土压力计之间和相邻硅压阻式孔隙水压力计之间的距离自桩端至桩底依次减小，形成上疏下密结构；高强预应力混凝土管桩的顶部内侧开有桩身钻孔，铠装光缆通过桩身钻孔与YE2539高速静态应变仪连通；高强预应力混凝土管桩的桩端采用厚度为20mm的钢板封底，最底端的硅压阻式土压力计和硅压阻式孔隙水压力计安装在钢板的底部，且测头朝下，钢板上开有与铠装光缆配合的孔槽，以便安装铠装光缆。

2.根据权利要求1所述桩土界面土和孔隙水压力测试装置，其特征在于所述硅压阻式土压力计和硅压阻式孔压计均采用硅压阻式压力传感器，自身封装形式为将硅应变片用玻璃粉直接烧结在金属膜片上构成烧结型压力传感器，硅压阻式压力传感器的最小直径为4mm，最小高度为10mm。

3.一种采用如权利要求2所述装置测试桩土界面处土和孔隙水压力的方法，其特征在于具体过程为：

(1)、先在高强预应力混凝土管桩上刻槽，根据不同土层的分界面，在不同截面和桩端对称植入硅压阻式土压力计和硅压阻式孔隙水压力计，同时在各截面压力计的位置安装硅压阻式温度补偿计，排除因温度产生的土压力和孔隙水压力，硅压阻式土压力计和硅压阻式孔隙水压力计在高强预应力混凝土管桩桩底处密集安装，压阻式土压力计和硅压阻式孔隙水压力计的测头与桩表面齐平，用钢丝模架初步固定压阻式土压力计和硅压阻式孔隙水压力计的位置后再小心灌入环氧树脂封装，并在环氧树脂凝固前再次调整找平；

(2)、将高强预应力混凝土管桩的桩端用厚20mm的钢板封底，并在钢板下部安装硅压阻式土压力计和硅压阻式孔隙水压力计，使硅压阻式土压力计和硅压阻式孔隙水压力计的测头朝下，在钢板上预留出与铠装光缆配合安装的孔槽；

(3)、将硅压阻式土压力计和硅压阻式孔隙水压力计分别通过刻槽走线，通过铠装光缆穿过桩身钻孔接入YE2539高速静态应变仪，高强预应力混凝土管桩压入时，根据高强预应力混凝土管桩桩身划线每50cm读数记录一次，每次记录土压力计读数和孔隙水压力计读数；

(5)、采用抱压式静力压桩机将高强预应力混凝土管桩按2～3cm/s贯入，每次压到2m后松开夹具上行再次抱压完成一个行程，在贯入过程中分别记录硅压阻式土压力计和硅压阻式孔隙水压力计的当前电压值VDC，利用公式P_当前＝P_满/V_满×VDC_当前，分别算出高强预应力混凝土管桩的侧向土压力和孔隙水压力，其中，P_当前为测得的当前侧向土压力和孔隙水压力值，单位为kPa；P_满为硅压阻式土压力计和硅压阻式孔隙水压力计的满量程压力值，单位为kPa；V_满为硅压阻式土压力计和硅压阻式孔隙水压力计的满量程电压值；VDC_当前为测得的当前电压值。