[实用新型]一种围压可控的岩石侧摩阻力测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及岩体力学嵌岩桩技术，尤其涉及一种围压可控的岩石侧摩阻力测 试装置。

背景技术

嵌岩桩由于其高的承载力，广泛使用于工厂、桥梁、码头和高层建筑等的桩基工程 中。目前，国内外一致认为嵌岩部分的岩石侧摩阻力对桩的承载能力贡献很大。在不同地层 深度的岩石侧摩阻力具有差异，这是由于岩石在不同深度的地应力不同，因此需要准确地 求得指定地层环境下的岩石侧摩阻力，反应在模型试验中，即为要对岩样施加符合实际地 应力的围压。以往的方法是通过现场试桩、室内混凝土和岩石界面剪切试验得到岩石的侧 摩阻力。两种试验方法各有优弊，现场试桩可以较为真实地反应现场桩的承载力，但试桩成 本高，试验过程中可变因素多，适合于工程中少量的抽桩检验。室内混凝土和岩石界面剪切 试验，可以根据试验结果计算求出岩石-混凝土界面的抗剪强度，来模拟嵌岩桩在界面的破 坏模式。但试验中因为夹具的原因会导致破坏面不规则，使得破坏截面面积难以计算。同时 破坏面会存在于岩石-混凝土界面、混凝土、岩石三者中抗剪强度弱的介质中，使试验结果 难以达到预期设想。

发明内容

本实用新型的目的就是克服现场试桩成本高和可变因素大的缺点，避免因为夹具 和人为原因导致的非正常破坏面，提供一种围压可控的岩石侧摩阻力测试装置，可以避免 上述误差，准确求得岩石在指定围压下的侧摩阻力。

本实用新型的目的是这样实现的：

一、围压可控的岩石侧摩阻力测试装置（简称装置）

本装置包括导向杆、导向管、上盖板、排气帽、螺帽、螺杆、下盖板、排水阀，注水阀、 压力室、底座、垫环螺纹杆、水泥浆、岩样、乳胶膜和橡皮筋；

在上盖板上设置有导向孔、导向孔密封圈、排气孔、穿孔和上盖板密封圈；

在下盖板上设置有螺纹孔、排水孔、注水孔、下盖板密封圈和底座密封圈；

其位置和连接关系是：

通过螺帽和螺杆，下盖板、压力室和上盖板自下而上依次连接组成外部结构；

下盖板、底座、垫环、岩样和导向管自下而上依次连接组成内部结构，用乳胶膜嵌 套为一整体；

在导向管和导向孔接触处设置有导向孔密封圈，在压力室与上盖板接触处设置有 上盖板密封圈，在压力室与下盖板接触处设置有下盖板密封圈，在底座和下盖板接触处设 置有底座密封圈，实现密封处理；

在岩样中心，沿纵向设置有贯穿的岩样圆孔，在岩样圆孔内设置有等长的螺纹杆， 螺纹杆与岩样圆孔的内壁之间留有空隙，在空隙中浇筑有高流动性的水泥浆；

导向杆穿过导向管和螺纹杆上下连接。

二、围压可控的岩石侧摩阻力测试方法（简称方法）

本方法包括下列步骤：

①制样

在岩样中心，沿纵向钻取贯穿的岩样圆孔，在岩样圆孔内居中放置等长的螺纹杆， 螺纹杆与岩样圆孔的内壁之间留有一定的空隙，利用高流动性的水泥浆浇筑空隙，在水泥 浆凝结硬化到指定强度后进行装样；

②放样

在水平的桌面上，由下及上依次把下盖板、底座、垫环组装固定；底座旋入下盖板 中，并放置底座密封圈，垫环叠放在底座上；岩样叠放在垫环上，在岩样上部对中放置导向 管使导向管的内孔对准螺纹杆；利用乳胶膜将导向管、岩样、垫环和底座嵌套在一起，在下 部用橡皮筋将乳胶膜与底座箍紧，上部用橡皮筋将乳胶膜与导向管底部圆环箍紧；

③组装

放样完成后，在下盖板凹槽内放置下盖板密封圈，其上放置压力室；导向管穿过导 向孔，使上盖板压在压力室上，并在压力室与上盖板接触处放置上盖板密封圈；调整上盖 板，使得上盖板中的穿孔与下盖板中的螺纹孔在竖直方向上对应；螺杆穿过穿孔旋进下盖 板中的螺纹孔,调整均匀分布的四根螺杆的旋入速率，使固定后的上盖板保持水平，将导向 杆插入导向管内；

④试验

将装置放在土工三轴试验加载系统内，打开排气帽、注水阀和排水阀，将注水孔与 压力体积传感器连接，排水孔与回收桶连接；通过压力体积传感器设定目标围压，水从注水 孔进入压力室，在水充满压力室后，在排气孔中旋紧排气帽，压力体积传感器自动调节注水 量，使岩样处于目标围压中；

通过土工三轴试验加载系统对装置施加荷载，使轴力通过导向杆作用在螺纹杆 上，利用加载系统的荷载位移传感器采集数据。

⑤回收