[发明专利]桩土相互作用可视化防扰式实验装置及实验方法

权利要求书

1.一种桩土相互作用可视化防扰式实验装置,包括箱体、竖向延伸的模型半桩、可视化系统和给模型半桩施加竖向压力的竖向加载装置，其特征在于，包括测量模型半桩下降量的位移传感器，箱体的前侧壁为透明的有机玻璃结构，所述模型半桩为半圆管结构，所述模型半桩的周向两端设有外翻边，箱体的前侧壁设有左右两块内衬层，内衬层为刚性透明材料制作而成，两块所述内衬层分布在模型半桩的左右两侧且一一对应地按压在模型半桩上的两个所述外翻边上，使得外翻边抵接在箱体的前侧壁上，所述内衬层同箱体的前侧壁贴合在一起，所述可视化系统从箱体的前侧壁的前方对箱体内部进行拍照以获得箱体内的土的移动过程。

2.根据权利要求1所述的桩土相互作用可视化防扰式实验装置，其特征在于，所述内衬层远离模型半桩一端的端壁同箱体的内表面抵接在一起，两块内衬层之间形成的通槽沿竖向延伸。

3.根据权利要求2所述的桩土相互作用可视化防扰式实验装置，其特征在于，所述箱体设有能够升降的支撑脚。

4.根据权利要求1或2或3所述的桩土相互作用可视化防扰式实验装置，其特征在于，所述箱体由前侧壁、左侧壁、后侧壁、右侧壁和底壁共五个侧壁围成，相连的侧壁可拆卸连接在一起。

5.根据权利要求1或2或3所述的桩土相互作用可视化防扰式实验装置，其特征在于，所述模型半桩的内周面上粘贴有应变片，应变片同应变仪连接在一起。

6.根据权利要求1或2或3所述的桩土相互作用可视化防扰式实验装置，其特征在于，所述内衬层位于模型半桩一端的端面的后侧设有沿上下方向延伸的按压凸条，所述内衬层通过所述按压凸条按压在所述外翻边上。

7.一种适用于权利要求1到6任一项所述的桩土相互作用可视化防扰式实验装置的桩土相互作用可视化防扰式实验方法，其特征在于，第一步、应变片安装：将应变片胶粘在模型半桩的内周面上；第二步、模型半桩安装：将半桩模型以竖置且外翻边贴合在箱体的前侧壁的方式放入箱体，将两块内衬层的一端一一对应地按压在两个内衬层上、另一端搭接在箱体的前侧壁上，模型半桩的下端同箱体的底壁之间留有间隙以提供模型半桩受压时下降的空间，模型半桩处于竖直状态；第三步、填土：在箱体内填入土到设定的高度，土将内衬层按压在箱体的前侧壁上和使得模型半桩被固定住保存在竖直状态；第四步、测量：通过竖向加载装置对模型半桩施加竖向压力，记录竖向压力的值、应变仪获取的模型半桩的应变数据、位移传感器获取的模型半桩的下降值和可视化系统采集到的土的位移变化图像。

8.根据权利要求7所述的桩土相互作用可视化防扰式实验方法，其特征在于，第一步中应变片安装好后，施加比第四步中竖向压力的最大值大的压力对模型半桩按压5次以上。

9.根据权利要求7或8所述的桩土相互作用可视化防扰式实验方法，其特征在于，第三步中填入的土中设有若干排沿上下方向分布的有色沙粒排，同一排有色沙粒排中的有色沙粒沿左右方向分布，相邻的有色沙粒之间间隔开，所述有色沙粒同所述内衬层抵接在一起，土的颜色与有色沙粒的颜色不相同。

10.根据权利要求9所述的桩土相互作用可视化防扰式实验方法，其特征在于，有色沙粒同内衬层抵接在一起的方法为：在内衬层上涂上水，将有色沙粒通过水粘附在内衬层上，将土填入箱体内而通过土将有色沙粒按压在内衬层上，然后将内衬层上的所述水干燥而失去对有色沙粒的粘附作用。