[发明专利]散体材料增强体复合地基模型桩、测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种散体材料增强体复合地基模型桩，其特征在于：模型桩包括充填材料（1）及包裹卷材（2），所述包裹卷材（2）为圆筒状，其由阶梯形薄板卷制而成，所述阶梯形薄板最高的一段卷起来形成最内层，其余阶梯部分依次卷在外面形成从上到下壁厚逐渐变厚的包裹卷材（2），包裹卷材（2）的底部套装在底部封闭的环形桩座（9）中，顶部套装在顶部封闭的环形桩帽（10）中，所述充填材料（1）填充在包裹卷材（2）形成的圆筒内部。

2.根据权利要求1所述的一种散体材料增强体复合地基模型桩，其特征在于：所述包裹卷材（2）的制作材料为纸板，或为塑料板，或为土工布。

3.根据权利要求1所述的一种散体材料增强体复合地基模型桩，其特征在于：所述充填材料（1）为沙子。

4.用权利要求1所述的散体材料增强体复合地基模型桩制作的测试装置，其特征在于：包括模型桩、加载装置、调平装置、测力装置和测变形装置；

所述加载装置包括矩形底板（3）、四根立柱（4）、电动伺服压力机（5）和十字形反力梁（19），所述四根立柱（4）均垂直固定在底板（3）上，四根立柱（4）的顶部分别与十字形反力梁（19）的四个端部固定，在所述十字形反力梁（19）的交叉点固定有电动伺服压力机（5）；

所述模型桩放置在加载装置中的底板（3）上，位于电动伺服压力机（5）的正下方；

所述调平装置包括纵水平尺（20）、横水平尺（21）和调平支座（22），所述纵水平尺（20）、横水平尺（21）分别固定在底板（3）相邻两边的中部、并且纵水平尺（20）与横水平尺（21）相互垂直，所述调平支座（22）为四个，分别设置在底板（3）的四角将底板（3）支起来；

所述测力装置包括用于测试模型桩顶荷载的压力传感器（17）和用于测试模型桩身应力的土压力盒（15），压力传感器（17）安装在模型桩的桩帽（10）上方且位于电动伺服压力机（5）的正下方；多个土压力盒（15）间隔设置在模型桩轴线的不同高度；

所述测变形装置包括模型桩顶竖向位移测试装置和模型桩周长变形测试装置；

所述模型桩顶竖向位移测试装置包括沉降测量板（6）、百分表（7）和固定架（8），所述沉降测量板（6）为刚性长条状薄板，沉降测量板（6）设置在模型桩的桩帽（10）上方，在沉降测量板（6）上设有垫块（16）、所述垫块（16）位于压力传感器（17）下方，两个固定架（8）分别设置在沉降测量板（6）两侧，两个固定架（8）上均设有一个用于测量沉降点的百分表（7），并且百分表（7）的沉降测量点对称布置在沉降测量板（6）中线的两端；

所述模型桩周长变形测试装置为多个固定在模型桩外围的周长变形测量尺（11），所述周长变形测量尺（11）与所述土压力盒（15）数量相同，一一对应，且周长变形测量尺（11）刻度纵轴线与对应高度土压力盒压力测试面在水平方向上齐平。

5.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于：所述压力传感器（17）上方设置有可使压力均匀传递到压力传感器（17）上的橡胶垫（18）；所述多个土压力盒（15）为等间距或不等间距设置，土压力盒（15）通过连线与测试仪器连接，所有土压力盒（15）几何中心与模型桩的中轴线在竖直方向重合。

6.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于：所述周长变形测量尺（11）的一端为刻度划线（12），另一端上设有固定套环（13），并且刻度0线以远离固定套环（13）的一端为起始部、固定套环（13）为紧贴于端部的封闭窄缝环，所述刻度划线（12）部位两侧边缘为凹凸型齿线（14）。

7.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于：所述垫块（16）为圆形，且其直径大于所述桩帽的直径，所述沉降测量板（6）与垫块（16）接触部位的平面尺寸不小于垫块（16）的竖直投影面积，且沉降测量板（6）与垫块（16）的几何中心与模型桩的中轴线在竖直方向重合。