[发明专利]一种基于PIV技术的桩土剪切作用观察和测量的实验装置

权利要求书

1.一种基于PIV技术的桩土剪切作用观察和测量的实验装置，其特征在于，包括机架、液压加载系统、实验箱、PIV系统、桩体竖向定位系统、桩身传感系统；实验箱包括用于盛装土样的有机玻璃箱；液压加载系统置于实验箱上方，用于施加初始土压力模拟土体的应力状态，以及用于控制桩体打入土样；桩体竖向定位系统用于对桩身进行定位以保持桩体呈垂直状态；桩体打入土样时贴紧有机玻璃箱一侧壁面，该壁面透明，通过PIV系统观测桩打入过程中土颗粒的位移场变化以及剪切带的形成和发展情况，桩身传感系统用于测量桩打入过程中桩端阻力、桩侧阻力、及孔隙水压力信息；

所述的桩体垂直定位系统包括三套定位单元，一套设于桩体后侧，另两套分设于桩体左右两侧，每套定位单元包括定位板和一根水平的螺纹杆，螺纹杆一端与定位板固定，另一端穿过机架并在机架两侧通过螺母拧紧；三块定位板围成供桩体穿入的孔，各定位板上均嵌有滚珠。

2.根据权利要求1所述的一种基于PIV技术的桩土剪切作用观察和测量的实验装置，其特征在于，所述的有机玻璃箱中土样上盖有上板，上板边沿开有通孔供桩体插入；所述的液压加载系统包括主油缸和次油缸，均设置于机架上，由伺服电机驱动，主油缸下方和桩体的桩头加载端相连，次油缸下端与上板相连。

3.根据权利要求1所述的一种基于PIV技术的桩土剪切作用观察和测量的实验装置，其特征在于，所述的PIV系统包括计算机、激光发射器、同步器、CCD摄像机，通过计算机控制同步器调节激光发射器光源，CCD摄像机拍摄整个桩体打入过程中的桩周土颗粒的变化，并将拍摄信息反馈至计算机。

4.根据权利要求1所述的一种基于PIV技术的桩土剪切作用观察和测量的实验装置，其特征在于，所述的桩体为常规桩体沿轴线纵向对剖，桩体打入土样时剖面贴紧有机玻璃箱。