[发明专利]一种模拟土体原位状态下的桩-土模型测试机及工作方法

说明书

本发明涉及一种模拟土体原位状态下的桩‑土模型测试机及其工作方法，包括：底板包括：底板主体、第一挡台与第二挡台，第一挡台与第二挡台均为圆柱形、且设置在底板主体的上侧；第一竖向板卡在第一挡台与第二挡台之间；第二挡台卡在第一竖向板与第二竖向板的间隙之间；底板与第一竖向板、第二竖向板相互连接固定；第一竖向板、第二竖向板的顶端也设置有圆环连接板；在第二竖向板的内侧设置有若干凹槽，在顶部压板的外侧设置有若干个凸起，在顶部压板的中央部位开设有孔。采用本发明的一种模拟土体原位状态下的桩‑土模型测试机及其工作方法，能够模拟土体在不同温度变化路径下的情形，对上述情形下的桩土力学行为进行研究。

技术领域

本发明专利涉及岩土试验技术领域，特别涉及一种可控制土体温度的模型桩试验仪及其试验方法。

背景技术

申请人同日申请的“一种可控制土体温度的模型桩试验仪及其试验方法”，是本申请的基础专利，其目的主要是：模拟不同高度的土层在不同的温度应力路径下，对桩基的影响；其实质上进行的是室内相似模拟试验；即桩长-土层分布按照一定比例来进行模拟。

但是，由于试验仪尺寸的大小，上述试验与实际原位测试的结果存在一定的差异。

为此，能否研制一种能够模拟实际土体状态的桩-土试验机，使得土体处于实际状态，进而测量得到的桩-土作用结果与实际接近。

发明内容

本发明的目的是提供一种模拟土体原位状态下的桩-土模型测试机及其试验方法，以精确的模拟不同深度下各土体与桩的作用力。

一种模拟土体原位状态下的桩-土模型测试机，包括：底板、第一竖向板、第二竖向板、顶部压板、桩模型；

第一竖向板与第二竖向板为圆筒形，且两者的横截面形状均为圆形，第一竖向板在第二竖向板的外侧，两者之间存在孔隙；

底板包括：底板主体、第一挡台与第二挡台，第一挡台与第二挡台均为圆柱形、且设置在底板主体的上侧；第一竖向板卡在第一挡台与第二挡台之间；第二挡台卡在第一竖向板与第二竖向板的间隙之间；底板与第一竖向板、第二竖向板相互连接固定；第一竖向板、第二竖向板的顶端也设置有圆环连接板；

顶部压板的横截面为圆形，其大小与第二竖向板的开口相适配；

在第二竖向板的内侧设置有若干凹槽(凹槽是竖向的，其高度并不需要沿着第二竖向板通长设置，仅需要设置在第二竖向板的顶部区域，如30-50cm即可)，在顶部压板的外侧设置有若干个凸起所述顶部压板的凸起插入到第二竖向板的凹槽内、且能够上下滑动；在顶部压板的中央部位开设有孔；

还包括：第一加载系统，第一加载系统与顶部压板连接，第一加载系统的推杆与顶部压板的顶部连接，且在两者的接触面设置有压力传感器；

在顶部压板的中央部位设置有孔，在底板的中央部位设置有孔，顶部压板的孔以及底板的孔的大小均与桩模型的大小相适配。

进一步，桩模型为空心桩。

进一步，在第二竖向板相对于第一竖向板的一侧粘结有应变片，在第一竖向板、第二竖向板之间的间隙充气或者充水，以便与第二竖向板保持压力；根据第二竖向板相对于第一竖向板的一侧粘结有应变片的大小，来调整气压或者水压。

进一步，在底板的上表面铺设有一层滤水层，在底板主体的内部设置有排水管，以便于滤水层的水从底板主体的排水管流出，在排水管的外侧设置有控制阀；通过控制阀来控制排水管的排水情况，进而来模拟土体处于排水状态或者不排水状态。

进一步，还包括：设置在滤水层的上侧的底膜、侧膜、设置在顶部压板的下侧的顶膜；土体围设在底膜、侧膜、顶膜之间，其中，侧模预先设在第二竖向板的内表面。