[发明专利]一种桩土接触面剪切力学特性测试装置

说明书

本发明公开了一种桩土接触面剪切力学特性测试装置，包括支撑装置、压力室、压力装置、多个推力装置和多个水平固定装置；所述支撑装置包框架、支撑板和设置在所述支撑板上方的反力架；所述压力室设置在所述支撑板上，其包括顶板、底板和滑动设置在所述顶板和底板之间的多块外侧立板，所述底板、顶板和多块外侧立板共同围合成用于装置桩试样和土试样的型腔，所述型腔的水平截面大小能够调节；该测试装置可通过多个推力装置对压力室的不同侧施加水平推力，以通过对土试样进行挤压而对桩试样的各侧施加水平力，可有效模拟桩周不同方向上所受土体压力不同的情况下桩基受力工况，且与实际工况的相似度高；该测试装置可对圆桩、方桩等截面形状规则的桩基础进行测试。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，特别地，涉及一种桩土接触面剪切力学特性测试装置。

背景技术

随着我国城建设的快速发展，为了在较小的土地范围内建造更多的建筑面积，建筑物不得不向高层发展，因此近年来高层和超高层建筑建设的越来越多，这些建筑对地基基础的承载力要求较高，桩基础作为一种主要的基础形式被广泛应用于基础工程中，随着桩基础工程实际经验的累积和理论研究的深入，桩基础的利用方式和使用环境均趋于多样化，如挡土桩多用于工程初期建设支护挡土，然而为了充分发挥挡土桩的作用，减少工程造价，会将挡土桩用于竖向承载，因此研究挡土桩的承载力具有实际工程意义。

中国专利申请CN201710050592.1公开了一种可模拟上覆压力变化的桩土接触面剪切测试装置，该装置包括圆形模型箱、加载板、反力梁和伺服加载电机，圆形模型箱由圆形框架和底座组成，模型箱内部需填筑一定密实度的砂土，砂土内部放置土压力传感器测试竖向及水平土压力；加载板放置在砂土层上表面通过千斤顶施加上覆压力；伺服加载电机可以采用位移控制和荷载控制两种加载方式，通过伺服电机对模型箱中心处的模型桩进行加载，加载过程中伺服电机所施加荷载及位移可自动采集；但是该装置仅可用于研究不同上覆压力作用下桩土接触面的摩擦性能的研究。

中国专利CN201410047786.2公开了一种冻土环境中桩基模型测试装置，其包括用于向模型桩施加水平加载力的水平加载机构，水平加载机构具有沿加载方向延伸的轴线，还包括用于向模型桩施加竖向加载力的竖向加载机构，水平加载机构有一个或两个以上，竖向加载机构设在用于补偿模型桩的水平位移的行走机构上。该测试装置能够在模拟冻土环境中桩基受力工况，且与实际工况的相似度高，不仅可单独完成水平与竖向的静载实验，也可完成水平与竖向荷载共同作用的静载实验；在进行水平方向的静动力加载时，可模拟实际工程中上部结构产生的竖向荷载。但是该装置中的水平加载机构是作用在模型装上的，不能用于模拟实际工程中桩周侧所受水平地压不同情况下桩基的受力工况。

因此，本领域的技术人员有必要研发一种用于测试桩周不同侧压力的桩土接触面剪切力学特性测试装置。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种结构合理、操作简便的桩土接触面剪切力学特性测试装置，能对桩周不同侧所受压力不同的情况下桩基础的力学特性进行测试，为不同环境中桩基础的承载特性研究提供良好的基础。