[發明專利]一種可深層加載的螺旋板載荷試驗裝置及其方法

無效

• 申請號: 201310082682.0
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN103195042A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 陳善雄;胡可;曹光倫;羅紅明;余飛;戴張俊
• 申請（專利權）人: 安徽省交通投資集團有限責任公司;中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: E02D1/00
• 分類號: E02D1/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術領域

本發明涉及一種土工現場測試領域，具體涉及一種可深層加載的螺旋板載荷試驗裝置，還涉及一種可深層加載的螺旋板載荷試驗方法，用來現場測試不同深度地基土承載力和變形特性參數。

背景技術

采用大尺寸平板載荷試驗來確定地基土承載力是最直接和可靠的方法，但平板載荷試驗周期長，資金投入大，不可能大范圍的采用，尤其是對于公路、鐵路等線狀工程更是如此。因此，測試速度快、成本低的原位測試技術被廣泛應用于地質勘查工作中，其中螺旋板載荷試驗是目前應用最廣的原位測試技術。

螺旋板載荷試驗是近30年來由常規的平板載荷試驗演變發展而來的，該試驗最初是從挪威技術學院等人提出并研制的現場壓縮儀開始的。經過近30年的發展，現在國際上的挪威、瑞典、加拿大、澳大利亞等國家分別用它來測試砂類土、軟粘土、硬粘土的巖土工程指標。

螺旋板載荷試驗是將一螺旋形的承壓板(以下簡稱螺旋板)借用人力或機械力旋人地面以下預定的試驗深度，通過傳力桿對螺旋板施加荷載，由傳力桿下端與螺旋板相連的電阻應變式傳感器測讀螺旋板承受的荷載，通過觀測與螺旋板相連的傳力桿的變形測讀螺旋板承受不同荷載時的相應變形，通過所獲得的應力一變形一時間關系曲線，求取地基土的承載力、變形模量、固結系數及飽和軟粘土不排水抗剪強度等設計參數，對難以取得原狀土試樣的砂類土尤為實用。

螺旋板載荷試驗的優點在于：試驗深度大，可以在地下水位以下，地基土的應力狀態沒有破壞的條件下，根據需要在不同深度進行試驗；加荷方式是豎向的，與工程中地基土的實際受荷方向相同，比起旁壓試驗更接近實際情況，特別是對各向異性的土體更具重要意義；測試范圍大，對具有微裂隙、微層理、特是對夾薄層砂的土層及砂層．取樣做室內試驗樣擾動大，甚至不能采取原狀樣，可以測得比較符合實際的巖土工程參數；設備簡單，操作方便，便于在實際工作中推廣。然而螺旋板載荷試驗也有其自身的缺陷，由于螺旋板的荷載是靠傳力桿傳遞的，這就要求桿的剛度足夠大，事實上如果把桿的連接等因素考慮在內，當桿達到一定長度后，勢必產生一定的撓曲；另外螺旋板在地面采用千斤頂對傳力桿進行施加荷載，傳力桿的垂直度是影響測試結果可靠性和準確性的關鍵因素。

因此，為解決螺旋板以上缺陷問題，急需對現有的螺旋板載荷試驗儀進行改造，研制一套深層加載的螺旋板載荷試驗裝置，確保試驗成果真實可靠。

發明內容

本發明的目的就在于研究不同深度地基土的承載力及變形特性，提供一種現場測試不同深度地基土承載力和變形特性的試驗裝置及其方法。

本發明的目的是這樣實現的：

一種可深層加載的螺旋板載荷試驗裝置，包括地錨和螺旋板，地錨與地錨傳力桿連接，地錨傳力桿上設置有壓板，壓板上架設有橫梁，螺旋板一端與深層加載單向油壓千斤頂一端連接，深層加載單向油壓千斤頂另一端與傳力桿一端連接，深層加載單向油壓千斤頂上設置有用于測量其油壓的壓力傳感器，傳力桿另一端通過傳力柱與橫梁連接，壓力傳感器與數據采集儀連接，深層加載單向油壓千斤頂與手動油泵連接。

如上所述的地錨為4個，呈矩形分布，位于矩形短邊的2個地錨上架設有壓板，所述的地錨傳力桿穿過壓板，并通過螺帽固緊在壓板上，所述的橫梁兩端分別架設在矩形短邊的2個壓板上且位于矩形的中心線，橫梁通過抱箍固緊在壓板上。

如上所述的傳力柱位于橫梁的中心，所述的傳力桿為若干個，傳力柱垂直放置，傳力柱的垂直中心線、傳力桿的垂直中心線和螺旋板的垂直中心線重合。

如上所述的壓力傳感器設置在深層加載單向油壓千斤頂與傳力桿之間，壓力傳感器通過電纜與數據采集儀連接，深層加載單向油壓千斤頂通過油管與手動油泵連接，傳力桿為空心，電纜和油管從傳力桿穿出至地面。

一種可深層加載的螺旋板載荷試驗裝置，還包括用于測量手動油泵油量的油量表和用于測量手動油泵油壓的油壓表。

如上所述的螺旋板上設置有方榫，與螺旋板連接的深層加載單向油壓千斤頂上設置有與方榫外形適配的方孔，方榫插入到方孔內，方榫上設置有方榫連接孔，方孔的孔壁上設置有方孔連接孔，一金屬線依次穿過方榫連接孔和方孔連接孔。

一種可深層加載的螺旋板載荷試驗方法，包括以下步驟：

步驟1、平整場地，擇定試驗孔位置，根據試驗孔的位置確定地錨的位置，試驗孔的位置位于各個地錨連成的矩形中心，將4個地錨旋入地面；