[實用新型]一種自反力式深孔巖基載荷試驗裝置

有效

• 申請號: 201420533693.6
• 申請日: 2014-09-17
• 公開（公告）號: CN204086026U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 黃生根;胡繼偉;吳文兵
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮;楊曉燕

技術領域

本實用新型涉及巖土工程勘察領域，具體涉及一種自反力式深孔巖基載荷試驗裝置。

背景技術

現場巖基載荷試驗能更直接準確地確定巖基的承載能力，對建筑樁基的設計起到指導作用。目前高層、超高層建筑的大量建設和對深層巖基的破壞機理的研究都對深層巖基載荷試驗有著極大需求，而現有的設備和試驗方法卻無法滿足實際要求，主要是因為現有的淺層載荷試驗設備在做埋深較大的巖基載荷試驗時設備安裝困難，試驗數據偏差較大，大多只適合淺層或人工挖孔條件下中使用；近年來多有提到的自平衡巖基載荷試驗裝置雖能滿足深度方面的要求，但是其設備不能重復利用，成本過高，不符合實際應用要求。因此現有的巖基載荷裝置在準確性和實用性上存在較大缺陷。?

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是，針對現有巖基載荷裝置存在的上述不足，提供一種自反力式深孔巖基載荷試驗裝置，不受地形、巖基埋深等因素的限制，在實際應用中安裝拆卸便利，滿足當前建筑市場對埋深較大、地形較復雜、測量精度要求高、實用性強的巖基載荷試驗的需求。

本實用新型為解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種自反力式深孔巖基載荷試驗裝置，包括承壓板、加荷系統、位移測量系統、數據采集系統以及液壓支撐反力系統，所述加荷系統由荷載箱、液壓泵、壓力傳感器組成，所述荷載箱設置于承壓板上，荷載箱的頂部通過高壓油管與安裝在地表上的液壓泵連接，所述壓力傳感器安裝在高壓油管上；所述位移測量系統由基準梁、基準樁、位移傳感器、位移絲組成，所述基準梁通過基準樁安裝在地表上，位移傳感器安裝在基準梁上，位移絲的兩端連接承壓板和位移傳感器；所述數據采集系統分別與壓力傳感器和位移傳感器連接（用于采集壓力傳感器和位移傳感器的信號）；

所述液壓支撐反力系統包括液壓棒、支撐臂以及帶齒的反力板，所述液壓棒與連接液壓泵、荷載箱的高壓油管相連，液壓棒下端為圓盤形，所述支撐臂設有若干組、圍繞所述液壓棒的下端均勻分布，各個支撐臂的一端與液壓棒的下端鉸接、另一端對應與一反力板相連，所述反力板呈圓弧形，當各個支撐臂未張開時，各個反力板閉合成圓桶狀。

按上述方案，所述所述支撐臂設有6組、圍繞所述液壓棒呈60°夾角均勻分布。

本實用新型裝置進行巖基載荷試驗的方法，包括如下步驟：

1）鉆孔至需做巖基載荷試驗的巖層，在設計試驗時，控制孔徑、孔深，使入巖深度滿足設計要求，清孔使孔底沉渣達到要求，并保證孔底平整；

2）利用鋼絲繩將由液壓支撐反力系統、荷載箱、承壓板、位移絲及高壓油管構成的下部結構吊放至孔底，下放過程中保持下部結構垂直、且位于孔中心，位移絲的下端與承壓板連接，位移絲和高壓油管的上端延伸至地表；

3）安裝地表上部的液壓泵、數據采集系統、壓力傳感器、位移傳感器、基準梁、基準樁及高壓油管等設備，液壓泵與地表上部的高壓油管連接，壓力傳感器安裝在高壓油管上，基準梁通過基準樁安裝在地表上，位移傳感器安裝在基準梁上，數據采集系統分別與壓力傳感器和位移傳感器連接；

4）將步驟2）所述的下部結構稍稍提起，使其懸空，開啟液壓泵，使液壓棒伸張，液壓棒帶動支撐臂張開，根據壓力傳感器數據變化判斷，當壓力傳感器檢測的壓力值突變時，反力板與入巖部分的孔壁接觸，此時緩慢下放鋼絲繩使承壓板下放至孔底，通過液壓泵對液壓棒不斷加壓，使反力板上的齒與孔壁契合，反力板與孔壁嵌固；

5）將位移絲的上端與位移傳感器連接（位移絲的兩端分別與承壓板、位移傳感器連接），通過液壓泵、荷載箱、承壓板對孔底巖基施加荷載，然后分別通過壓力傳感器、位移傳感器檢測荷載箱的荷載以及承壓板的位移（承壓板的位移由位移絲傳遞到地表的位移傳感器），數據采集系統同時采集荷載箱的荷載數據、位移傳感器的位移數據，從而獲得巖基在不同荷載條件下的位移變形數據，處理后獲得荷載-位移（Q-S）關系曲線。

所述步驟4）中當液壓棒受到液壓泵的壓力使得反力板對孔壁壓力達到最大反力板對孔壁壓力值P時關閉液壓棒的液壓閥，液壓泵停止工作。

所述步驟5）中對孔底巖基施加荷載采用單循環加載方式，第一級加載取試驗最大荷載值（試驗最大荷載值依據有關規定進行預估）的1/5，此后每級為試驗最大荷載值的1/10，每級荷載達到相對穩定后加下一級荷載，直到荷載逐級遞增至試驗最大荷載值。

試驗結束后，拆卸地表上部的設備，然后依次對荷載箱和液壓棒卸荷，液壓棒回縮會收起支撐臂，從而使反力板與孔壁脫離，然后通過鋼絲繩將下部結構回收。