[发明专利]一种测量大直径钢管桩内外侧摩阻力分布的室内模型桩、试验系统及方法

权利要求书

1.一种测量大直径钢管桩内外侧摩阻力分布的室内模型桩，其特征在于：包括桩帽、内管、外管、桩顶端环、桩底端环、应变片和排式导线；

所述内管、外管为长度相等同轴设置的空心管体，其两端分别设置桩顶端环和桩底端环，在所述桩顶端环一侧设置桩帽，所述桩帽一侧形成有桩顶端环插入的插槽；

所述外管、桩顶端环和桩帽上分别设置有位于对侧、相重合的切口结构，外管切口位于所述外管一侧端部、桩顶端环切口位于所述桩顶端环嵌入内管、外管之间的桩顶端环定位环上、桩帽切口位于所述桩帽插槽的两侧；

所述内管外壁沿轴向相对设置2列应变片，所述内管外壁设置2组分别与各应变片相连排式导线，所述排式导线的上端由所述切口结构穿出；所述外管外壁沿轴向相对设置2列应变片，所述外管外壁设置2组分别与各应变片相连的排式导线。

2.根据权利要求1所述的一种测量大直径钢管桩内外侧摩阻力分布的室内模型桩，其特征在于：所述桩帽中部形成有透气孔。

3.根据权利要求1所述的一种测量大直径钢管桩内外侧摩阻力分布的室内模型桩，其特征在于：所述桩帽外侧表面上形成有径向横槽。

4.根据权利要求1所述的一种测量大直径钢管桩内外侧摩阻力分布的室内模型桩，其特征在于：所述桩顶端环由桩顶端环受力环和桩顶端环定位环两部分结构构成，所述桩顶端环定位环安装在内管和外管之间，两侧形成有桩顶端环切口。

5.根据权利要求1所述的一种测量大直径钢管桩内外侧摩阻力分布的室内模型桩，其特征在于：所述桩底端环由桩底端环定位环和桩底端环受力环两部分结构构成，所述桩底端环受力环安装在内管和外管之间。

6.根据权利要求1所述的一种测量大直径钢管桩内外侧摩阻力分布的室内模型桩，其特征在于：所述外管外侧面覆盖有环氧树脂，以确保应变片与导线在模型桩贯入土体的过程中不被破坏。

7.根据权利要求1所述的一种测量大直径钢管桩内外侧摩阻力分布的室内模型桩，其特征在于：所述环氧树脂的厚度为1mm-2mm。

8.根据权利要求1所述的一种测量大直径钢管桩内外侧摩阻力分布的室内模型桩，其特征在于：所述排式导线呈阶梯状。

9.一种测量大直径钢管桩内外侧摩阻力分布的试验系统，其特征在于：包括室内模型桩、以及试验土槽、液压加载装置、数据采集仪、拉压力传感器、拉线传感器和孔压计；

所述试验土槽盛有供室内模型桩贯入的土壤；

所述液压加载装置用于向室内模型桩施加贯入土壤的作用力；

所述数据采集仪分别通过排式导线与内管、外管外壁的应变片相连；

所述拉压力传感器、拉线传感器设置于桩帽上，用于测量贯入压力；

所述孔压计设置于室内模型桩贯入位置旁，用于检测桩周土体孔隙水压力。

10.一种测量大直径钢管桩内外侧摩阻力分布的试验方法，其特征在于，按照下列步骤进行：

步骤一、将制备地基土体至预定强度，将上述室内模型桩打入至预定深度；

步骤二、安装拉压力传感器和拉线传感器，并将排式导线连接数据采集仪；

步骤三、用孔压计检测桩周土体孔隙水压力，待孔隙水压力完全消散；

步骤四、利用液压加载装置以0.01mm/s的速率推动模型桩，同时测记各传感器和应变片的数值，待桩顶位移达到桩外径10％时停止加载。