[发明专利]一种淤泥地质下的双护筒桩负摩阻力测试装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种淤泥地质下的双护筒桩负摩阻力测试装置及试验方法，包括反力架、第一千斤顶、支撑架、百分表、模型箱、孔隙水压力计、模型桩、外护筒、应变片、细砂、压力盒、空腔、第二千斤顶、应变采集仪、孔隙水压力采集仪、荷载板、土体、延长柱、承台板、桩孔、引线孔、扣环、密封圈、气泵、气管；模型箱内盛有土体，模型桩和模型护筒埋入模型箱的土体内，且在模型桩和模型护筒内壁贴覆应变片，应变片与应变采集仪连接；在模型桩和模型护筒之间的空腔进行细砂填充，并采用气泵加压密实。该试验测量装置模拟桩侧负摩阻力的消减，通过测量桩基轴力、负摩阻力以及土体孔隙水压力和沉降，获得护筒结构对桩侧负摩阻力的消减效果。

技术领域

本发明涉及地质测试领域，特别是一种淤泥地质下的双护筒桩负摩阻力测试装置及试验方法。

背景技术

目前，国内外海岸工程基础主要采用桩基础，但在一些地区，由于地表层分布着深厚的淤泥及淤泥质土层，在淤泥质地基上进行桩基础工程建设，需要对桩侧负摩阻力进行消减，确保上部结构的安全。在目前的模型试验研究中，主要针对桩侧负摩阻力的测量及桩身控制点的计算，而在消减桩侧负摩阻力的模型试验研究较少。因此，设计一种淤泥地质下的双护筒桩负摩阻力测试装置及试验方法，通过测量桩基轴力、桩侧负摩阻力以及桩周土体不同深度孔隙水压力和位移沉降，获得护筒结构对桩侧负摩阻力的消减效果。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种淤泥地质下的双护筒桩负摩阻力测试装置及试验方法。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种淤泥地质下的双护筒桩负摩阻力测试装置及试验方法，本发明提供的一种淤泥地质下的双护筒桩负摩阻力测试装置及试验方法，包括模型箱5，模型箱内盛有土体 18，所述土体上表面布置有荷载板17，所述荷载板17上设置有支撑架 3，模型桩7和模型外护筒8穿过荷载板进入模型箱内土体，所述模型桩7与模型外护筒8之间孔隙进行砂性土填充，模型桩7桩顶外露出于土体18，所述模型桩7桩顶布设百分表4，所述模型桩7埋入土体部分桩身内壁贴覆有多个应变片，所述模型护筒内壁贴覆有多个应变片9，所述应变片9通过引线连接模型箱外的应变采集仪15，所述模型桩7周环形布置沉降标27和孔隙水压力计6，所述沉降标27与百分表4连接，孔隙水压力计6通过导线与模型箱外的孔隙水压力采集仪 16连接。

所述加载系统包括第一千斤顶2、第二千斤顶14、反力架1、支撑架3，所述反力架1位于模型箱5外侧，所述支撑架3中间开设桩孔21 和引线孔22，所述第一千斤顶2位于支撑架3之上，所述第二千斤顶14 位于模型桩7桩顶承台板20上，所述第二千斤顶14和反力架1通过延长柱19进行荷载传递。

所述荷载板17的几何中心处设置桩孔21，所述模型桩7通过桩孔插入土体18，所述桩孔21四周均匀布置多个引线孔22，荷载板17表面设置多个环扣23。所述沉降标27和孔隙水压力计6通过环状方式均匀的布置在模型桩7四周，以不同深度埋入模型箱5内土体18。

利用本发明的技术方案制作的一种淤泥地质下的双护筒桩负摩阻力测试装置及试验方法，与现有的实验室相比，本发明具有以下有益效果：

1.该淤泥地质下的双护筒桩负摩阻力测试装置及试验方法与现有模型和方法相比，该装置能够有效的研究海岸地区淤泥土中双护筒桩基的负摩阻力特性，研究外护筒结构对桩基保护的有效性。

2.在模型箱内土体中，不同土层深度布设沉降标和孔隙水压力计等监测仪器，模型桩端部布设压力盒，使得获得大量的监测数据能够判断出模型护筒的受力特性以及消减负摩阻力的效果。

3.模型桩和模型护筒之间填充细砂，采用气压法对细砂进行夯实，通过内应变片监测在土体作用下模型桩与模型护筒之间的相对摩擦产生的力学特性。

4.模型桩桩顶和桩端分别布设百分表和压力盒，用于监测桩顶沉降位移和桩端压力变化；

5.支撑架的几何中心布设通孔，第二千斤顶穿过通孔，第二千斤顶和反力装置由延长柱连接，模型桩顶部布设千斤顶施加竖向荷载。