[发明专利]一种桩身轴力及侧摩阻力测试系统及方法

权利要求书

1.一种桩身轴力及侧摩阻力测试系统，其特征在于：包括钢管(1)、螺丝(3)、钢丝(5)、位移测量装置和钢梁(11)；

所述钢管(1)上等间距设置若干螺孔(2)，螺孔(2)自上而下编号，每一螺孔(2)处均通过螺丝(3)封堵，所述螺丝(3)尺寸与钢管(1)上的螺孔(2)相适应，能够固定在钢管(1)上，且固定之后螺丝(3)能够伸入钢管(1)内部空腔一定长度，螺丝(3)的端部设有螺丝端孔(4)，在螺丝端孔(4)绑扎一根钢丝(5)；

位移测量装置包括弹簧(8)、刻度尺(9)和透明外壳(6)，所述的弹簧(8)的端部连接一刻度尺(9)，弹簧(8)和刻度尺(9)被封装在透明外壳(6)内；透明外壳(6)端部位置有一条读数基准线(7)，弹簧(8)顶端连接在透明外壳(6)顶部，透明外壳(6)端部开口，刻度尺(9)能够通过开口伸出，刻度尺(9)端部中线位置有一刻度尺端孔(10)；所述的钢丝(5)下端绑扎于螺丝端孔(4)上，上端绑扎在刻度尺端孔(10)上，并保证每根钢丝均处于竖直拉紧状态，每个位移测量装置的顶端均固定在钢梁(11)上；

最上端的螺孔(2)位于钢管(1)顶端位置，最下端的螺孔(2)位于钢管(1)底端位置，任意两螺孔(2)既不在同一竖直线上也不在同一深度。

2.根据权利要求1所述的一种桩身轴力及侧摩阻力测试系统，其特征在于：

透明外壳(6)为透明硬塑料壳。

3.根据权利要求1所述的一种桩身轴力及侧摩阻力测试系统，其特征在于：

位移测量装置的数量与钢管(1)上绑扎的钢丝(5)数量相同。

4.根据权利要求1所述的一种桩身轴力及侧摩阻力测试系统，其特征在于：

钢丝(5)的编号与对应位置的螺孔(2)的编号一致。

5.根据权利要求1所述的一种桩身轴力及侧摩阻力测试系统，其特征在于：

所述透明外壳(6)顶端均固定在钢梁(11)上。

6.一种桩身轴力及侧摩阻力测试方法，其特征在于，基于根据权利要求1至5任一项所述的一种桩身轴力及侧摩阻力测试系统进行测试，测试步骤如下：

S1，螺孔(2)编号分别为1、2、…i…n，n为螺孔(2)的数量，任意两相邻螺孔(2)的间距均为l；

S2，将安装好螺丝(3)和钢丝(5)的钢管(1)放置于沿桩身通长埋设的声测管中，并在钢管(1)与声测管的空隙内注入水泥砂浆；

S3，通过透明外壳(6)上的读数基准线(7)读取每根刻度尺(9)的初始读数并记录，基于预先估计的桩基极限承载力进行加载试验，按照规定的时间间隔读取每根刻度尺(9)的读数并记录，

某一时刻某一刻度尺的读数与其初始读数的差值为所述时刻对应桩身部位的沉降量；

S4，若某级荷载下桩顶沉降达到相对稳定标准时，第i和i+1号螺孔(2)所对应桩身位置的沉降量分别为S_i和S_i+1，则两螺孔(2)之间桩段中点位置的应变ε为：

ε＝(S_i-S_i+1)/l

桩段中点位置处的桩身轴力为：

F＝EAε

其中：E和A分别为桩的弹性模量和横截面积；

S5，求得任意两螺孔(2)之间桩段中点位置的桩身轴力，获得桩身轴力的分布情况；不同深度处桩身轴力的差值为所述深度范围内的桩身侧摩阻力，得到侧摩阻力沿深度的分布情况。