[實用新型]樁土相互作用振動臺試驗中P-Y曲線測量裝置

有效

• 申請號: 201420563883.2
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN204139211U
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 陳云;莊一舟;王勝智;陳斌
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本實用新型涉及一種樁土相互作用振動臺試驗中P-Y曲線測量裝置，屬于樁土相互作用領域。

背景技術

樁基是一種有長久歷史，使用廣泛的基礎形式。在高層建筑、海上平臺和橋梁等結構基礎建設中人們經常使用樁基。因此非線性的樁土相互作用的研究越來越受到人們的重視。人們通過三種方式對樁土動力相互作用進行研究。第一種，基于現場原型試驗的研究。現場原型試驗比較可靠，但成本過高，有地域性限制，而且地震等水平作用有一定的偶然性；第二種，基于有限元模擬的研究。有限元模擬重復性好，條件易于控制，但是土的本構條件和樁土接觸界面的模擬一直是個難題；第三種，基于室內振動臺試驗的研究。室內振動臺試驗成本較低，與實際情況較為吻合，可以研究不同因素的影響，減少時間、人力、物力和財力的限制，可以作為分析研究的很好的手段。

水平承載樁的樁土相互作用理論有多種計算理論。其中最具代表性的理論是P—Y曲線法。這種方法綜合考慮了樁周土的非線性、外荷作用和樁身變形等性質，成為計算水平承載樁的樁土相互作用的重要方法。

????常規的動力P—Y曲線測量技術通過測量樁身應變得到樁身彎矩，再通過樁身彎矩得到樁側土壓力P和樁身撓度Y，最后畫出動力P—Y曲線圖。求解土壓力P和樁身撓度Y有不同的方法。直接差分法。對相鄰的實測彎矩值采用三點差分公式直接進行計算。由于測點的間距較大，相鄰測點彎矩值也相差較大，造成結果誤差很大。光滑處理后的差分法。先對實測彎矩進行光滑處理，然后再根據其處理結果采用差分法。這類做法雖然比前一方法大大提高了精度，但誤差依然偏大。多項式插值法。多項式插值法是采用最小二乘法對樁身離散點的實測彎矩進行多項式擬合，然后再進行求解。一般認為采用5次至7次多項式才能較好擬合試驗結果。

然而，這些方法無法考慮到樁體抗彎剛度、樁截面形狀、樁頂約束邊界條件等實際情況的影響，理論基礎不強，而且試驗數據通過積分和求導得到P—Y曲線，樁身撓度Y和土壓力P對所測數據有較大的敏感性，對試驗數據有較高的精度要求，計算得到結果很難符合實際。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對以上不足之處，提供了一種樁土相互作用振動臺試驗中P-Y曲線測量裝置。

本實用新型解決技術問題所采用的方案是，一種樁土相互作用振動臺試驗中P-Y曲線測量裝置，包括預埋在模型箱內的試驗土體中的承載樁身，所述模型箱設置在振動臺上，所述承載樁身各測試截面處連接有垂直于其軸線的光圓鋼筋，所述承載樁身與光圓鋼筋的連接處設置有土壓力計，所述光圓鋼筋另一端貫穿模型箱側壁后垂直連接有表面平整的玻璃片，所述承載樁身旁側的試驗土體中對應設置有與光圓鋼筋同一高度以測量試驗土體加速度的加速度計，所述模型箱旁側設置有與承載樁身相平行的固定架，所述固定架上設置有若干個出射激光與對應玻璃片相垂直以測量承載樁身位移的激光位移計。

進一步的，所述光圓鋼筋外套有PVC管組件。

進一步的，所述PVC管組件包括套設在光圓鋼筋的PVC管A，所述PVC管A一端與承載樁身垂直連接，另一端與PVC管B一端滑動套接，所述PVC管B另一端貫穿模型箱側壁。

進一步的，所述PVC管A外徑略小于PVC管B內徑，所述PVC管A套設在PVC管B管壁內，所述PVC管A與PVC管B連接部涂抹有用以潤滑的黃油潤滑劑。

進一步的，所述激光位移計、加速度計、光圓鋼筋和承載樁身測試截面位于同一水平面。

與現有技術相比，本實用新型有以下有益效果：光圓鋼筋內套于PVC管與同一水平面上的位移計連接，能最大程度的排除土體對測量結果的干擾。同時較大PVC管與較小PVC管之間用黃油潤滑劑潤滑，排除了對樁身位移的影響。光圓鋼筋與位移計通過表面平整的玻璃片連接，便于測量。由此技術得到的樁側位移可以考慮到樁體抗彎剛度彎矩、樁截面形狀、樁頂約束邊界條件等因素的影響，避免邊界取值的困難，更加接近實際情況。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型專利進一步說明。

圖1為本裝置的結構示意圖；

圖2為本裝置的測得的P-Y曲線圖。

圖中：1-試驗土體；2-承載樁身?；3-?PVC管A；?4-黃油潤滑劑；5-光圓鋼筋；6-?PVC管B；7-玻璃片；8-激光位移計；9-土壓力計；10-固定架；11-振動臺；12-加速度計。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進一步說明。