[实用新型]采用双气压膜竖向加载的分层式桩基试验装置

说明书

本实用新型提供了采用双气压膜竖向加载的分层式桩基试验装置，包括：模型箱，其由至少1个分层模型箱和模型箱箱底组成；试验桩测试装置，其设置在所述模型箱中，由试验桩和布置在所述试验桩内侧及外侧的检测传感装置组成；以及双气压膜加载装置，其设置在所述试验桩测试装置上方，用于向所述试验桩进行荷载加载；本实用新型的分层式桩基试验装置采用了分层模型箱组装整体模型箱的方法，可以根据要求制备不同深度土层的压实度，含水率等特点，同时，试验桩测试装置利用光纤光栅传感器质量轻，体积小，灵敏度高，抗电磁干扰等特点，可得到实时、全面的桩基受力变形规律，科学的指导桩基设计和施工。

技术领域

本实用新型涉及桩基测试技术领域，特别涉及采用双气压膜竖向加载的分层式桩基试验装置。

背景技术

桩的竖向承载力试验对于控制建筑物的沉降和保证建筑物结构安全极为重要。

现有较常用的桩竖向荷载试验测试技术较传统，通过施工反力桩加载或者上部重力试块堆载进行加载，无论施工反力桩还是吊运重力试块堆载加载，都需要重型机械开展施工，占用较大的施工场地空间，并且需要较长时间进行准备工作。同时，施工完的反力桩在实验结束后废弃不用，是一种经济和资源的浪费，重力试块受到堆载高度和稳定性的要求限制，只能堆砌到一定高度，导致了桩基荷载量程不能满足高承载力桩基的测试要求。

一方面，桩基的测试技术也较为传统，较常用的桩身轴力测试技术采用振弦式应力计，或电阻应变片进行监测。这些测试技术都是单点测试，而且电子类的传感器信号具有精度不高，不稳定，易受干扰，采集频率低等特点，难以实现质量轻，体积小，灵敏度高，抗电磁干扰，并可实现分布式测量等优点。

此外，考虑到具体的桩基承载力研究问题，由于地质情况的复杂性，经常在地基土中出现软弱夹层土，对于桩基受力规律影响有明显影响。已有的试验技术并不能很好的解决这个问题，现有的桩基试验用模型箱，设计思路都是完整的一个模型箱，在地基土的制样过程中不能有针对性地控制某一层土的制样特性(包括压实度，含水率等)。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的的不足，提供了采用双气压膜竖向加载的分层式桩基试验装置及测试方法。

技术方案：

为实现上述目的，本实用新型提供了采用双气压膜竖向加载的分层式桩基试验装置，包括：

模型箱，其由至少1个分层模型箱和模型箱箱底组成，

试验桩测试装置，其设置在所述模型箱中，由试验桩和布置在所述试验桩内侧及外侧的检测传感装置组成；

以及双气压膜加载装置，其设置在所述试验桩测试装置上方，用于向所述试验桩进行荷载加载；

其中，所述双气压膜加载装置其从上至下由圆柱状正作用气压膜、与所述圆柱状正作用气压膜相连接的压力作用板、其上端与所述压力作用板相连接的压力传递杆、包覆在所述压力传递杆外侧并紧贴所述压力作用板的环状负作用气压膜、与所述压力传递杆下端连接的球铰支座和与所述球铰支座相连接的桩帽组成，其中，所述桩帽的上端面上设置有位移计，所述桩帽下端与所述试验桩连接。

优选地，上述技术方案中，所述模型箱，其由五个空心的所述分层模型箱和一个实心的模型箱箱底组成，其材料为有机玻璃。

优选地，上述技术方案中，所述分层模型箱为由一块模型箱内地基土和四块实心有机玻璃箱壁的长方体，在每块所述实心有机玻璃箱壁上开设有螺栓连接钻孔，通过在所述螺栓连接钻孔锁入固定模型箱用的螺栓以将多个分层模型箱组装连接。

优选地，上述技术方案中，所述检测传感装置，包括在试验桩上对称铺设的两条光纤、在每根所述光纤上间隔1.5米距离设置的光纤光栅应变片、上安装一个所述光纤光栅温度补偿计、桩底对称安装四个所述桩底土压力盒用于测试桩底土压力、以及桩周两侧对称埋置两组双向土压力盒与孔隙水压力计。