[发明专利]基于徐变应变分离的桩基浸水载荷试验方法

摘要

本发明公开了一种基于徐变应变分离的桩基浸水载荷试验方法，包括步骤：一、不变荷载加载；二、浸水前桩身应变值及桩身内力测试：待试验桩沉降稳定时，对试验桩桩身不同深度处的应变值进行测试，并分析出浸水前试验桩桩身不同深度处的桩身内力；三、浸水及浸水期间桩身应变值测试：待试验桩沉降稳定时，对试验桩浸水；浸水后，每隔时间△t对试验桩桩身不同深度处的应变值进行一次测试；四、标定段实测徐变度函数获取；五、任一加载龄期的徐变度函数获取；六、浸水期间徐变分离后桩身应变值及桩身内力推算。本发明方法步骤简单且测试方便，能从桩身应变测试结果中简便、快速且准确地分离徐变应变，使测试结果尽可能接近桩身的实际应力状态。

主权项

1.一种基于徐变应变分离的桩基浸水载荷试验方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、不变荷载加载：由上至下对施工完成的试验桩（1）进行加载，且试验桩（1）桩顶上所加载的载荷为F_N；所述试验桩（1）桩顶上所施加的应力式中A为试验桩（1）的桩截面积；所述试验桩（1）竖直向布设于湿陷性黄土地层中的混凝土桩，且试验桩（1）在地面以上留有桩头；步骤二、浸水前桩身应变值及桩身内力测试：待试验桩（1）沉降稳定时，采用所述滑动测微计对试验桩（1）桩身不同深度处的应变值进行测试，并根据测试结果分析处理得出浸水前试验桩（1）桩身不同深度处的桩身轴力和桩侧阻力；步骤一中对试验桩（1）进行加载之前，先在试验桩（1）内布设所述滑动测微计的测管（5），所述测管（5）呈竖直向布设在试验桩（1）的桩身内；所述测管（5）由上下两端均开口的塑性套管和多个由下至上安装在所述塑性套管上的测标组成；多个所述测标中与地面相平齐的测标为测标一；多个所述测标中位于所述测标一上方且与所述测标一相邻的测标为顶部测标，所述顶部测标位于标定段（3）内，且所述顶部测标与试验桩（1）桩顶之间的距离大于试验桩（1）的外径；所述试验桩（1）位于所述顶部测标与所述测标一之间的节段为标定段（3）；步骤三、浸水及浸水期间桩身应变值测试：待试验桩（1）沉降稳定时，对试验桩（1）进行浸水，此时试验桩（1）的桩顶荷载维持加载时间为τ₀；浸水后，每隔时间△t，采用所述滑动测微计对试验桩（1）桩身不同深度处的应变值进行一次测试；其中，△t=24小时±5小时；且m次测试后，相应获得浸水期间m个不同测试时刻的试验桩（1）桩身不同深度处的实测应变值；其中，浸水期间m个不同测试时刻由前至后分别为t₁、t₂、t₃...t_m，前后相邻两个测试时刻之间的时间间隔均为△t，桩顶荷载维持加载时间τ₀位于测试时刻t₁之前且二者之间的时间间隔为△t；浸水期间，所述试验桩（1）桩顶上所施加的应力维持不变；步骤四、标定段实测徐变度函数获取，其获取过程如下：步骤401、浸水期间标定段的应变徐变计算：根据步骤二和步骤三中的测试结果，将浸水期间m个不同测试时刻的标定段（3）的应变值，均扣除浸水前标定段（3）的应变值后，获得应力作用下m个不同测试时刻的标定段（3）的应变徐变；步骤402、单位应力作用下标定段的应变徐变计算：将步骤401中应力作用下m个不同测试时刻的标定段（3）的应变徐变，转换为单位应力作用下m个不同测试时刻的标定段（3）的应变徐变；步骤403、标定段徐变度函数拟合：根据步骤402中所获得的单位应力作用下m个不同测试时刻的标定段（3）的应变徐变，采用多项式拟合方法，拟合出浸水期间标定段（3）的徐变度函数C(t,τ₀)，且所述徐变度函数C(t,τ₀)为试验桩（1）在加载龄期为τ₀时的徐变度函数；步骤五、任一加载龄期的徐变度函数获取：根据步骤403中拟合出的徐变度函数C(t,τ₀)，且采用老化理论、先天理论或老化与先天结合理论，推算出所述试验桩（1）在任一加载龄期τi时的徐变度函数C(t,τ_i)，其中i＝1、2、3…m；当采用老化理论进行推算时，C(t,τ_i)=C(t,τ₀)-C(τ_i,τ₀)；当采用先天理论进行推算时，C(t,τ_i)=C(t-τ_i+τ₀,τ₀)；当采用老化与先天结合理论进行推算时，C(t,τi)=C(t,τ0)-C(τi,τ0)+C(t-τi+τ0,τ0)2;]]>步骤六、浸水期间徐变分离后桩身应变值及桩身内力推算：将步骤三中测试得出的浸水期间m个不同测试时刻的试验桩（1）桩身不同深度处的实测应变值，均消除混凝土徐变后，获得浸水期间m个不同测试时刻的试验桩（1）桩身不同深度处的徐变分离后应变值；同时，相应推算出消除混凝土徐变后试验桩（1）桩身不同深度处在浸水期间m个不同测试时刻的轴力和徐变分离后桩侧负摩阻力；对于试验桩（1）桩身任一深度z处在任一个测试时刻t_n的实测应变值ε_n^*(z)消除混凝土徐变时，根据公式ϵn(z)=Pn(z)EA=ϵn*(z)-P0(z)AC(tn,τ0)-Σi=1nΔPi(z)AC(tn,τi),]]>计算得出试验桩（1）桩身任一深度z处在任一个测试时刻t_n的徐变分离后应变值，其中n为自然数且n≤m；式中，ε_n(z)为消除混凝土徐变后试验桩（1）桩身深度z处在测试时刻t_n的徐变分离后应变值，ε_n^*(z)为步骤三中测试得出的试验桩（1）桩身深度z处在测试时刻t_n的实测应变值，P_n(z)为消除混凝土徐变后试验桩（1）桩身深度z处在测试时刻t_n的桩身轴力，且Pn(z)=P0(z)+Σi=1nΔPi(z);]]>ΔPn(z)=11+EC(tn,τn){E[Aϵn*(z)-P0(z)C(tn,τ0)-Σi=1n-1ΔPi(z)C(tn,τi)]-P0(z)-Σi=1n-1ΔPi},]]>P₀(z)为步骤二中分析处理得出的试验桩（1）桩身深度z处浸水前的桩身轴力，A为试验桩（1）的桩截面积，E为试验桩（1）的桩身混凝土弹性模量，C(t_n,τ₀)为步骤四中所述徐变度函数C(t,τ₀)在测试时刻t_n时的函数值，C(t_n,τ_i)为步骤五中所述徐变度函数C(t,τ_i)在测试时刻t_n时的函数值，C(t_n,τ_n)为徐变度函数C(t,τ_n)在测试时刻t_n时的函数值；待推算出消除混凝土徐变后试验桩（1）桩身深度z处在测试时刻t_n的轴力后，还需根据公式计算出消除混凝土徐变后试验桩（1）桩身深度z处在测试时刻t_n的桩侧负摩阻力。