[发明专利]一种岩溶桩基抗震测试试验装置的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种岩溶桩基抗震测试试验装置的制作方法，属于岩溶桩基抗震测试领域。

背景技术

中国是一个地震多发国家，而且是全球大陆地震最频繁、地震灾害最严重的国家。大陆Ⅵ~Ⅸ度地震区占国土面积的80%以上，其中很大一部分为岩溶分布区。随着中国的快速发展，在岩溶地区的工程建设越来越多。岩溶地区工程地质条件复杂，石芽密布的地表以及溶洞的存在都破坏了地基的完整性。特别是当地震来临的时候，溶洞的存在更是加剧了地震的作用。因此，对岩溶地区的地震特点进行研究是非常有必要的。

由于岩溶地区地质条件复杂，分布着大量溶洞，因此在岩溶地区进行公路桥梁桩基施工时，桩基底部难免会出现一个甚至多个溶洞的情况。如果溶洞埋置深度较浅，可以选择让桩基穿过溶洞，如果溶洞埋置深度较深，一般要求将桩基作用在溶洞顶板之上，因此考虑溶洞—桩基共同作用体系的稳定性是工程实践中的一个关键问题。溶洞顶板安全厚度的确定对桩基的稳定性、工程的安全性以及工程造价都有着直接的影响，合理地选取溶洞顶板安全厚度起着至关重要的作用。影响溶洞顶板安全厚度的因素众多，包括地质强度指数、溶洞尺寸、桩径、上覆岩土体物理参数、单桩荷载等，目前针对地震作用下桩基下伏溶洞顶板破坏还没有较好的测试试验装置。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种岩溶桩基抗震测试试验装置的制作方法。

为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种岩溶桩基抗震测试试验装置的制作方法，包括以下步骤：

（1）制作模具框：采用四块有机玻璃板围成可拆装的方形模具框；

（2）预制溶洞模型：先将模具框固定在平面上；接着将预定直径的半球形模具固定于平面上且位于模具框的正中间；然后称量预定质量的模型相似材料倒入模具框中，在保证模型密度的前提下进行分层压实；之后拆分模具框，取出半球形模具，自然风干，即可形成一个半溶洞模型；按同样的方法制作另一个半溶洞模型，将一个半溶洞模型反扣于另一个半溶洞模型之上，二者的接触面上撒上模型相似材料，施加压力使两个半溶洞模型连接成一体的溶洞模型，之后风干备用；

（3）制作模型箱、模型桩和桩帽：先采用四块有机玻璃板作为侧板和一块有机玻璃板作为底板组合成一个无盖的模型箱，再采用一块有机玻璃板作为平台，在平台上开设供螺栓穿过以与振动台表面螺栓孔连接的安装孔，最后将模型箱底部固定于平台表面的正中间；接着分别采用有机玻璃制作柱形的模型桩以及与模型桩上端部配合的桩帽；

（4）填充模型箱：填充之前在模型箱内侧与振动方向垂直的两个面分别铺设一层泡沫板；填充时采用分层填充法，称量预定质量的模型相似材料倒入模型箱内，并进行压实磨平；待模型相似材料填充到预定位置时将溶洞模型固定于模型箱的正中间，在溶洞模型的周边继续填充模型相似材料并压实；

（5）固定模型桩：在溶洞模型固定填充之后，将模型桩固定于溶洞顶板的中央位置上，继续填充模型相似材料，使模型桩下端部嵌入模型相似材料预定深度；

（6）安装桩帽：待整体模型干燥之后，在模型桩上端部装上用于安放砝码以进行上部荷载施加的桩帽。

优选的，步骤（2）在预制溶洞模型时，在溶洞模型内布置位于溶洞周围的应变片。

优选的，步骤（2）在预制溶洞模型时，在溶洞模型的溶洞顶板沿溶洞中轴线从下往上间隔布置多个应变片，具体布置方法是在模具框内的模型相似材料每一层压实后布置一个应变片。

优选的，步骤（2）在预制溶洞模型时，待其中任一个半溶洞模型风干之后在其接触面上对称布置多个应变片。

优选的，步骤（2）在预制溶洞模型时，在溶洞模型的溶洞底板沿溶洞中轴线布置一个应变片，具体布置方法是在模具框内的模型相似材料分层压实过程中布置一个应变片。

优选的，步骤（3）在制作平台时，在平台表面上布置一个加速度计。

优选的，步骤（4）在填充模型箱时，在模型箱内沿溶洞中轴线和/或靠近于溶洞中轴线从下往上间隔布置多个加速度计，具体布置方法是在模型箱内的模型相似材料分层压实过程中进行布置。

优选的，步骤（5）在固定模型桩之前，在模型桩底部布置一个土压力盒。

优选的，步骤（5）在固定模型桩之前，在模型桩对应于泡沫板的两侧位置从下往上分别间隔粘贴多个应变片。

优选的，步骤（6）在安装桩帽之前，在模型桩顶部粘贴一个应变片。