[发明专利]室内模拟桩周土受力状态的桩侧摩阻力试验装置及方法

摘要

本发明涉及室内模拟桩周土受力状态的桩侧摩阻力试验装置及方法，属于基础工程及地基处理领域，装置包括桩土作用机构、压力室加荷机构及数据采集机构，本发明以恢复桩周土在地层当中的实际应力状态为目的，通过两套液压装置对桩周土同时施加上覆土压力及水平侧压力，在桩顶竖向加载情况下，测量任意深度某一土层桩侧摩阻力的室内试验装置及试验方法。测出桩侧摩阻力与桩身位移的关系曲线以分析桩侧摩阻力随桩身位移的发挥性能，准确得到任意深度土层的极限侧摩阻力值，解决现有工程实践设计中桩基侧摩阻力合理取值的问题，为桩基工程设计侧摩阻力取值提供重要参数依据。

主权项

1.室内模拟桩周土受力状态的桩侧摩阻力试验装置，其特征在于，包括：桩土作用机构、压力室加荷机构及数据采集机构，其中桩土作用机构包括底座(23)、立柱(1)、试验底板(30)、桩垫块(25)、试验桩(33)、桩周土试样(31)、测量顶块(6)和横梁(4)，所述立柱(1)设置于底座(23)上，立柱(1)与底座(23)呈垂直设置，立柱(1)的下部悬固有试验底板(30)，试验底板(30)呈水平设置，试验底板(30)的上表面中央位置设置有圆形凸台；所述桩垫块(25)通过位于试验底板(30)中心的贯穿孔装配在试验底板(30)上，桩垫块(25)的顶面与试验底板(30)的圆形凸台顶面齐平，桩垫块(25)上部设置有试验桩(33)；所述试验桩(33)环周设置有桩周土试样(31)，桩周土试样(31)的外壁与试验底板(30)的圆形凸台环周对齐，试验桩(33)上部设置有与其同轴设置的测量顶块(6)，且测量顶块(6)设置在中空圆柱形凸起内部；所述横梁(4)设置在立柱(1)上部，横梁(4)与立柱(1)呈垂直设置；其中压力室加荷机构包括压力室顶盖(11)、压力室侧壁(17)、试样顶板(15)、第一液压管(2)、侧向液压泵(29)、第二液压管(3)、竖向液压泵(28)、第一溢流阀(8)及第二溢流阀(10)，所述压力室顶盖(11)与试验底板(30)呈平行设置，压力室顶盖(11)通过压力室螺栓(19)与底座(23)紧固连接；所述压力室侧壁(17)的底部通过底板U型橡胶卡槽(21)与试验底板(30)相连接，压力室侧壁(17)的顶部通过顶盖U型橡胶卡槽(13)与压力室顶盖(11)相连接；所述试样顶板(15)置于桩周土试样(31)顶部，试样顶板(15)呈水平布置，试样顶板(15)的外边缘与压力室侧壁(17)紧密贴合，且在试样顶板(15)的底部边缘处设置有第二液压密封圈(16)，试样顶板(15)、桩周土试样(31)及压力室侧壁(17)所围成的封闭空间为侧向压力室，试样顶板(15)的上表面中心有中空圆柱形凸起，该中空圆柱形凸起穿过压力室顶盖(11)延伸至其外部，并在压力室顶盖(11)的底部与中空圆柱形凸起接触处设置有第一液压密封圈(9)，试样顶板(15)、压力室侧壁(17)及压力室顶盖(11)所围成的封闭空间为竖向压力室；所述侧向液压泵(29)设置在底座(23)上，侧向液压泵(29)通过第一液压管(2)与侧向压力室内部连通；所述竖向液压泵(28)通过第二液压管(3)与竖向压力室内部连通；所述第一溢流阀(8)的下部固定在试样顶板(15)上并穿过试样顶板(15)与侧向压力室连通，第一溢流阀(8)的上部穿过压力室顶盖(11)与外部管路连接；所述第二溢流阀(10)通过过孔固定在压力室顶盖(11)上，第二溢流阀(10)的上部与外部管路连接，第二溢流阀(10)的下部与竖向压力室连通；其中数据采集机构包括手动式液压千斤顶(7)、第三液压管(12)、千斤顶油箱(22)、侧向液压表(35)、竖向液压表(34)、千斤顶压力表(14)、微型压力计(18)、数据传输线(20)、数据接收处理器(24)、位移计(26)和压力表(27)，所述手动式液压千斤顶(7)的上部固定在横梁(4)上，手动式液压千斤顶(7)的底部与测量顶块(6)的顶部相接触，手动式液压千斤顶(7)上设置有千斤顶手柄(5)，手动式液压千斤顶(7)通过第三液压管(12)与千斤顶油箱(22)相连接；所述侧向液压表(35)设置在第一液压管(2)上；所述竖向液压表(34)设置在第二液压管(3)上；所述千斤顶压力表(14)设置在第三液压管(12)上；所述微型压力计(18)设置在桩周土试样(31)内部，微型压力计(18)通过数据传输线(20)与数据接收处理器(24)相连接；所述位移计(26)和压力表(27)置于底座(23)上，同时位移计(26)和压力表(27)的测量端均与桩垫块(25)相连接。