[发明专利]一种复合荷载作用下的单桩多向水平承载力的测试方法

摘要

一种复合荷载作用下的单桩多向水平承载力的测试方法，包括以下步骤：(1)确定试验桩尺寸、土层分布及厚度；(2)确定竖向加载值和加载级别，以及水平加载值和加载级别；(3)分层铺设土层；(4)确定水平荷载的加载方向和数量；(5)安装水平加载桩帽；(6)安放水平加载系统；(7)安放竖向加载系统；(8)安装数据采集系统；(9)确定单次试验桩的多向水平极限承载力；(10)拆卸试验装置，回收试验用土样；(11)确定不同竖向荷载下单桩的水平承载力特征值；(12)不同竖向荷载下单桩水平极限承载力确定。本发明效果好、操作方便、费用低。

主权项

1.一种复合荷载作用下的单桩多向水平承载力的测试方法，其特征在于：实现所述测试方法的装置包括模型箱、竖向加载系统、水平加载系统和数据采集系统，所述模型箱内铺设模拟场地的箱内土体，所述箱内土体埋设试验单桩，所述竖向加载系统包括立柱、横梁、杠杆、竖向加载器和竖向加载砝码，所述横梁位于立柱的上端，所述杠杆的一端铰接在两根立柱之间的转轴上，所述杠杆的中部安装竖向加载器，所述竖向加载器位于所述试验单桩的顶部，所述杠杆的另一端连接竖向加载砝码；所述水平加载系统包括水平加载桩帽、定滑轮、钢丝索和水平加载砝码，所述水平加载桩帽安装在所述试验单桩的顶面，所述水平加载桩帽与所述钢丝索的一端连接，所述钢丝索穿过所述定滑轮，所述钢丝索的另一端与水平加载砝码连接，所述定滑轮安装在所述模型箱上；所述数据采集系统包括位移计，所述位移计位于水平加载桩帽上，所述位移计与数据采集仪连接；所述测试方法包括以下步骤：(1)确定试验桩尺寸、土层分布及土层厚度；(2)确定竖向加载值和加载级别，以及水平加载值和加载级别；(3)分层铺设土层；(4)确定水平荷载的加载方向和数量；(5)安装水平加载桩帽：选择内径与试验单桩外径一致的水平加载桩帽，将水平加载桩帽对准并旋入试验单桩中；(6)安装水平加载系统；(7)安装竖向加载系统；(8)安装数据采集系统；(9)确定单次试验单桩的多向水平极限承载力：根据水平加载力和位移计监测的实时位移，绘制出荷载—位移曲线，依据现行规范的取值要求确定出该次试验单桩的水平承载力极限值，取三个水平方向中最小水平承载力极限值作为复合荷载作用下单桩多向水平极限承载力；(10)拆卸试验装置，回收试验用土样；(11)确定不同竖向荷载下单桩的水平承载力特征值，重复所述步骤(3)～(10)，获得一组共三根桩在不同竖向荷载下的单桩水平极限承载力，当在同一竖向荷载下三根桩水平承载力级差不超过平均值的30％时，取其平均值作为该竖向荷载条件下的单桩多向水平极限承载力；(12)不同竖向荷载下单桩水平极限承载力确定，增大竖向荷载到下一级别，重复所述步骤(2)～(11)，获得不同竖向荷载下的单桩在多向水平加载条件的水平极限承载力；所述水平加载系统为多向水平加载系统，所述定滑轮为可移动定滑轮，所述定滑轮下部安装滚轮，所述模型箱的顶部开口的边缘圈设有滚轮轨道，所述滚轮可滑动地安装在所述滚轮轨道上；所述钢丝索的一端与卡套连接，所述水平加载桩帽一圈设有环形槽口，所述卡套可滑动地安装在所述环形槽口内；所述步骤(5)中，确定卡套数目和方向；连接钢丝索与卡套，连接卡套与水平加载桩帽；所述卡套包括球形夹具和上下夹片，所述球形夹具内设有上下夹片，所述钢丝索的一端位于上下夹片之间的夹持工位处；所述步骤(5)中，连接钢丝索与卡套的过程如下：先将钢丝索穿过球形卡具，再用两块对称夹片按压在钢丝索的伸出端处，并与钢丝索一起推入球形卡具之中，钢丝索的纹路走向与夹片一致，楔形的夹片能够使钢丝索在受外力作用可靠地固定在球形卡具中；连接卡套与水平加载桩帽的过程如下：将卡套沿着槽口依此放入水平加载桩帽中，根据水平加载桩帽的角度盘调整卡套之间的角度，达到所需要角度时向外张拉钢丝索并保证钢丝索的延伸线过桩帽圆心，在模型箱上移动定滑轮到钢丝索处，使钢丝索绕过定滑轮与砝码盘连接。