[发明专利]测量吸力基础沉贯土塞和水塞高度的试验装置及测量方法

权利要求书

1.一种测量吸力基础沉贯土塞和水塞高度的试验装置，包括磁致伸缩传感器、数据采集设备，其特征在于：还包括一个用于测量土塞高度的实心感应磁环、一个用于测量水塞高度的中空金属漂浮磁环，所述实心感应磁环下部设置有轻质金属烧结透水网，所述磁致伸缩传感器的端头固定在吸力基础模型顶板中心，吸力基础模型顶板上设置有连通其内部的抽水抽气孔，所述磁致伸缩传感器的滑杆竖置在吸力基础模型内部中心，滑杆上端与端头连接固定；

抽空气条件下测量水塞和土塞高度时，滑杆上由上至下依次套设有空金属漂浮磁环、实心感应磁环、轻质金属烧结透水网；

抽水条件下测量土塞高度时，滑杆上由上至下依次套设有实心磁环、轻质金属烧结透水网。

2.根据权利要求1所述的测量吸力基础沉贯土塞和水塞高度的试验装置，其特征在于：所述滑杆下端为便于刺入土体的锥形尖头状。

3.根据权利要求1所述的测量吸力基础沉贯土塞和水塞高度的试验装置，其特征在于：所述端头外侧设置螺纹套丝，吸力基础模型顶板中心上设置有与螺纹套丝相配合的贯通螺纹，端头经螺纹套丝与吸力基础模型的顶板相连接。

4.根据权利要求1所述的测量吸力基础沉贯土塞和水塞高度的试验装置，其特征在于：所述中空金属漂浮磁环下部设置有凹槽，凹槽的形状和尺寸大于实心感应磁环尺寸，能将实心感应磁环套住。

5.根据权利要求1所述的测量吸力基础沉贯土塞和水塞高度的试验装置，其特征在于：所述轻质金属烧结透水网为200目的圆形金属烧结透水网，轻质金属烧结透水网直径不大于吸力基础模型的内径。

6.一种测量吸力基础在抽空气沉贯试验条件下内部土塞和水塞高度随沉贯深度变化的实验方法，采用如权利要求1所述的测量吸力基础沉贯土塞和水塞高度的试验装置，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将端头与滑杆连接；

（2）将端头螺旋拧紧固定在吸力基础模型的顶板中心；

（3）将中空金属漂浮磁环、实心感应磁环、轻质金属烧结透水网依次套在滑杆上，其中空金属漂浮磁环位于最上面，实心感应磁环位于中间，轻质金属烧结透水网位于最下面；

（4）将吸力基础模型沉放在试验土体地基中，吸力基础模型和滑杆在自重作用下贯入土体一定深度，完成自重沉贯；

（5）将磁致伸缩传感器连接数据采集设备，读取此时中空金属漂浮磁和实心感应磁环的位置，并将其定义为初始位置；

（6）将吸力基础模型的顶板上的抽水抽气孔连接真空泵，并检查接口气密性；

（7）打开真空泵，吸力基础模型内外产生压力差，吸力基础模型在内外压力差作用下逐渐贯入土体；此时吸力基础模型内部水塞和土塞逐渐上升，且水塞高度上升速度高于土塞上升速度，中空金属漂浮磁环将随水塞同步上升，实心感应磁环和轻质金属烧结透水网随土塞同步上升；

（8）通过数据采集设备，实时记录沉贯过程中中空金属漂浮磁环和实心感应磁环的位置，即为吸力基础模型内部水塞和土塞位置；

（9）当吸力基础模型吸力沉贯结束后，记录此时中空金属漂浮磁环和实心磁5的位置，即为吸力基础模型内部水塞和土塞的最终位置；

（10）从数据采集设备中导出吸力基础模型内部水塞和土塞在沉贯过程中位置变化规律；

（11）向吸力基础模型内部注水，实现基础上拔回收，实时记录注水上拔回收过程中中空金属漂浮磁环和实心感应磁环的位置；

（12）注水上拔回收试验结束后，记录此时中空金属漂浮磁环和实心感应磁环的位置，即为吸力基础模型内部水塞和土塞最终位置；

（13）从数据采集设备中导出吸力基础模型内部水塞和土塞在注水上拔回收过程中位置变化规律。

7.一种测量吸力基础在抽水沉贯试验条件下内部土塞随沉贯深度变化的实验方法，采用如权利要求1所述的测量吸力基础沉贯土塞和水塞高度的试验装置，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将端头与滑杆连接；

（2）将端头螺旋拧紧固定在吸力基础模型的顶板中心；

（3）将实心感应磁环、轻质金属烧结透水网依次套在滑杆上，其中实心感应磁环位于上面，轻质金属烧结透水网位于下面；

（4）将吸力基础模型沉放在试验土体地基中，吸力基础模型和滑杆在自重作用下贯入土体一定深度，完成自重沉贯；

（5）将磁致伸缩传感器连接数据采集设备，读取此时实心感应磁环的位置，并将其定义为初始位置；

（6）将吸力基础模型的顶板上的抽水抽气孔连接真空泵，并检查接口气密性；

（7）打开真空泵，吸力基础模型内外产生压力差，吸力基础模型在内外压力差作用下逐渐贯入土体；此时基础内部土塞逐渐上升，实心感应磁环和轻质金属烧结透水网将随土塞同步上升；

（8）通过数据采集设备，实时记录沉贯过程中实心感应磁环的位置，即为吸力基础模型内部土塞位置；

（9）当吸力基础模型吸力沉贯结束后，记录此时实心磁的位置，即为吸力基础模型内部土塞的最终位置；

（10）从数据采集设备中导出吸力基础模型内部土塞在沉贯过程中位置变化规律；

（11）向吸力基础模型内部注水，实现基础上拔回收，实时记录注水上拔回收过程中实心感应磁环的位置；

（12）注水上拔回收试验结束后，记录此时实心感应磁环的位置，即为吸力基础模型内部土塞最终位置；

（13）从数据采集设备中导出吸力基础模型内部土塞在注水上拔回收过程中位置变化规律。