[发明专利]一种斜桩动力p-y曲线的测量装置及测量方法

摘要

本发明公开了一种斜桩动力p‑y曲线的测量装置及测量方法。该装置包括模型箱、气压装置、模型桩、转动控角装置和数据采集装置，模型桩设置在模型箱的中部。所述模型箱为圆筒形，由筒身和顶盖组成；模型桩为实心桩或管桩桩段；气压装置包括加载气囊、进气孔和隔板，通过调整气囊压力大小模拟上覆土层应力；转动控角装置包括上托盘、蜗轮蜗杆机构、底部托盘和隔离气囊；数据采集装置包括加速度计、孔隙水压力计、光纤串和土压力盒。本发明为不同土层深度处斜桩提供真实的应力环境，通过转动控角装置精确控制斜桩倾角，并利用光纤光栅传感器装置实现动应变与应力的同步测试，具有斜桩角度任意可调、p‑y曲线计算精度高的优点。

主权项

1.一种斜桩动力p‑y曲线的测量装置，其特征在于：包括模型箱、气压装置、模型桩、转动控角装置和数据采集装置，模型桩设置在模型箱的中部；所述模型箱为圆形筒体结构，由筒身和顶盖组成，顶盖与筒身通过螺栓连接；所述气压装置包括加载气囊、进气孔和隔板，进气孔设置在模型箱的顶盖上，进气孔与加载气囊连接，加载气囊设有两个；顶盖的底面设置两块沿径向对称布置的隔板，隔板方向垂直于振动方向；两个气囊被顶盖、隔板隔离，通过控制气囊压力大小模拟桩周土上部土体自重应力；所述模型桩为现场全比例实心桩或管桩桩段，在模型桩中部的一水平面上沿桩身周围粘结光纤串，模型桩顶部与顶盖下部的空间内设有土工袋，土工袋粘结在模型桩顶部，并向上延伸至顶盖；模型桩外侧与模型箱形成的环形空间内为桩周土；所述转动控角装置放置在模型箱底部的滚珠上；转动控角装置包括上托盘、蜗轮蜗杆机构、底部托盘和隔离气囊；上托盘为钢制圆盘，用于放置模型桩，上托盘的上下表面外侧均设有挡环，两个蜗轮蜗杆机构在垂直于振动方向上对称布置在底部托盘内；底部托盘为一钢制且上部设有挡环的圆盘，挡环高度在振动方向上成线性变化，且挡环外侧放置隔离气囊，防止桩周土进入蜗轮蜗杆机构；左右隔离气囊随模型箱的转动而充气膨胀，使完全填充上托盘与底部托盘间挡环的间隙；所述数据采集装置包括加速度计、孔隙水压力计、光纤串和土压力盒；模型桩顶部粘结一个加速度计；在光纤串同一高度及以下10～20cm的两个土体深度处，分别沿圆周均匀埋置若干孔隙水压力计和加速度计，用于测定土体孔隙水压力和加速度；土压力盒粘结在光纤串上方的模型桩桩身周围，用于测量桩侧土体的径向应力。