[发明专利]一种桩土接触面剪切试验装置

权利要求书

1.一种桩土接触面剪切试验装置，其特征在于：包括圆形模型箱(1)、加载板(2)、反力梁(3)和伺服加载电机(4)，所述圆形模型箱(1)由模型箱底座(1-1)和焊于底座上的圆筒状模型箱框架(1-2)组成；所述模型箱底座(1-1)由底板(1-1-1)和支座(1-1-2)组成，底板(1-1-1)直接焊接在支座(1-1-2)上；所述底板(1-1-1)中心处设有一个圆孔；所述模型箱(1)内部填筑一定密实度的砂土层(1-4)，砂土密实度根据试验要求确定；在底板上固定有竖直刚性管(1-6)，所述砂土层(1-4)内部预埋土压力传感器(1-5)以测量竖向及水平土压力，测量水平土压力的土压力传感器固定在竖直刚性管(1-6)上，测量竖向土压力的土压力传感器固定在底板上；所述模型箱(1)中心处放置模型桩(1-3)，且模型桩(1-3)通过与砂土的摩擦力悬于底板(1-1-1)圆孔上部；所述加载板(2)为一中心开有通孔的圆形板，设置于砂土层(1-4)上，且嵌入圆筒状的模型箱框架(1-2)内；所述反力梁(3)通过4根刚性螺杆(3-1)和螺帽(3-2)固定在模型箱上；所述伺服加载电机(4)位于模型桩(1-3)上方并固定在反力梁(3)上，向模型桩施加压力，两个千斤顶(3-3)对称分布于伺服加载电机(4)两侧，千斤顶上端与反力梁相抵向砂土层施加上覆压力。

2.根据权利要求1所述的桩土接触面剪切试验装置，其特征在于，圆筒状模型箱框架(1-2)直径与底板(1-1-1)中心处圆孔直径之比不小于10。

3.根据权利要求1所述的桩土接触面剪切试验装置，其特征在于，底板上固定有若干个竖直刚性管(1-6)，绕模型桩均匀分布。

4.根据权利要求1所述的桩土接触面剪切试验装置，其特征在于，该装置设有若干个用于测量竖向土压力的土压力传感器，绕模型桩均匀分布。

5.根据权利要求1所述的桩土接触面剪切试验装置，其特征在于，伺服加载电机(4)可以采用位移控制和荷载控制两种加载方式。

6.根据权利要求1所述的桩土接触面剪切试验装置，其特征在于，所述的伺服加载电机的极限加载值为20kN，行程为50mm。

7.根据权利要求5所述的桩土接触面剪切试验装置，其特征在于，所述的伺服加载电机采用位移控制时，加载速率为0.1-5mm/min。

8.采用如权利要求1所述的装置进行桩土接触面剪切试验的方法，其特征在于，包括如下步骤：

在模型箱内填筑砂土过程中，模型桩(1-3)采用预埋或现浇方法放入到模型箱(1)中，采用预埋方法时，在砂土层填筑前将模型桩预埋在桩孔中，且模型桩表面粗糙度根据试验要求进行调整，采用现浇方法时，在砂土填筑过程中在桩孔位置处放置与模型桩直径相同的薄壁管，且底部封堵，待砂土填筑完成后将薄壁管从桩孔中拔出并同时灌入所设计模型桩材料，养护一定时间；将加载板(2)覆盖在填筑完成的砂土层(1-4)上表面，通过千斤顶对砂土层施加上覆压力，所施加上覆压力值通过预埋在砂土中的土压力传感器读数进行调整，通过伺服加载电机(4)对模型桩进行加载。