[发明专利]管桩中土塞承载特性研究试验装置及方法

摘要

本发明公开了管桩中土塞承载特性研究试验装置及方法，装置包括模型管桩、固定装置、水头装置、加压装置和位移监测装置；模型管桩用于模拟管桩的实际摩擦特性；固定装置包括底座、底板、立柱和顶板，在土塞加载过程中对模型管桩的位置进行固定或调节；水头装置包括上水箱、下水箱、上活塞、下活塞、上防砂网、下防砂网及孔隙水压力计；加压装置包括液压千斤顶、轴力计和钢套环，用于对土塞施加顶进力并获取顶进力的大小；位移监测装置包括上位移传感器、下位移传感器及钢块，用于获取土塞的顶部和底部位移。本发明的装置控制加载过程中的排水条件，更好地模拟土塞实际排水特征；控制加载过程中水头大小，更好地反映土塞中实际应力分布情况。

主权项

1.管桩中土塞承载特性研究试验装置，其特征在于：所述管桩中土塞承载特性研究试验装置包括模型管桩、固定装置、水头装置、加压装置和位移监测装置；/n所述模型管桩用于模拟管桩的实际摩擦特性，其内部空间中装有土塞；所述模型管桩的内外壁皆标有刻度，用于确定所述土塞的底部高度及所述土塞内其他部件的位置；所述模型管桩的外部沿桩底向上设置有若干个应变片，所述应变片用于获取所述土塞加载过程中的所述模型管桩的轴力分布；/n所述固定装置包括底座、底板、立柱和顶板，所述底座起支撑作用，所述立柱的上部、下部分别对应与所述顶板、底座连接；所述底板位于所述底座和顶板之间，并可固定在所述立柱的不同位置，所述模拟管桩置于所述底板上，在所述土塞加载过程中通过调整所述底板的位置来对所述模型管桩的位置进行固定或调节；/n所述水头装置包括上水箱、下水箱、上活塞、下活塞、上防砂网、下防砂网及孔隙水压力计；所述上活塞、下活塞分别置于所述土塞的顶面、底面，用于控制排水边界；所述上水箱与上活塞通过导管连接从而将所述上水箱的水通过导管流入所述土塞中，所述下活塞与水龙头连接从而所述土塞中的水通过所述水龙头流出，所述下水箱置于水龙头的下方从而接住从所述水龙头流出的水，通过调节所述上水箱、下水箱水头的高差来控制所述土塞中的渗流力大小；所述上防砂网置于所述上活塞内、且与所述土塞的顶面接触而用于防止所述土塞堵塞所述导管，所述下防砂网置于所述下活塞内、且与所述土塞的底面接触用于防止所述土塞堵塞所述水龙头，所述孔隙水压力计置于所述土塞的内部，用于获取所述土塞内不同深度处的孔隙水压力值；/n所述加压装置包括液压千斤顶、轴力计和钢套环；所述液压千斤顶置于所述模型管桩的中心下部，用于对所述土塞施加顶进力；所述轴力计置于所述液压千斤顶的上部，用于获取顶进力的大小；所述钢套环置于所述轴力计与所述下活塞之间，用于传递轴力；所述钢套环上设有供所述水龙头穿过的钢套环通孔；/n所述位移监测装置包括上位移传感器、下位移传感器及钢块，所述上位移传感器通过刚绳与所述钢块连接，将所述钢块置于所述上活塞顶部，用于获取所述土塞的顶部位移，所述下位移传感器与所述下活塞连接，用于获取所述土塞的底部位移。/n