[實用新型]一種圍壓可控的巖石側摩阻力測試裝置

有效

• 申請號: 201521030148.6
• 申請日: 2015-12-11
• 公開（公告）號: CN205175829U
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 朱長歧;劉海峰;王星;吳文娟
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01N3/10
• 分類號: G01N3/10
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 黃瑞棠

技術領域

本實用新型涉及巖體力學嵌巖樁技術，尤其涉及一種圍壓可控的巖石側摩阻力測 試裝置。

背景技術

嵌巖樁由于其高的承載力，廣泛使用于工廠、橋梁、碼頭和高層建筑等的樁基工程 中。目前，國內外一致認為嵌巖部分的巖石側摩阻力對樁的承載能力貢獻很大。在不同地層 深度的巖石側摩阻力具有差異，這是由于巖石在不同深度的地應力不同，因此需要準確地 求得指定地層環境下的巖石側摩阻力，反應在模型試驗中，即為要對巖樣施加符合實際地 應力的圍壓。以往的方法是通過現場試樁、室內混凝土和巖石界面剪切試驗得到巖石的側 摩阻力。兩種試驗方法各有優弊，現場試樁可以較為真實地反應現場樁的承載力，但試樁成 本高，試驗過程中可變因素多，適合于工程中少量的抽樁檢驗。室內混凝土和巖石界面剪切 試驗，可以根據試驗結果計算求出巖石-混凝土界面的抗剪強度，來模擬嵌巖樁在界面的破 壞模式。但試驗中因為夾具的原因會導致破壞面不規則，使得破壞截面面積難以計算。同時 破壞面會存在于巖石-混凝土界面、混凝土、巖石三者中抗剪強度弱的介質中，使試驗結果 難以達到預期設想。

發明內容

本實用新型的目的就是克服現場試樁成本高和可變因素大的缺點，避免因為夾具 和人為原因導致的非正常破壞面，提供一種圍壓可控的巖石側摩阻力測試裝置，可以避免 上述誤差，準確求得巖石在指定圍壓下的側摩阻力。

本實用新型的目的是這樣實現的：

一、圍壓可控的巖石側摩阻力測試裝置（簡稱裝置）

本裝置包括導向桿、導向管、上蓋板、排氣帽、螺帽、螺桿、下蓋板、排水閥，注水閥、 壓力室、底座、墊環螺紋桿、水泥漿、巖樣、乳膠膜和橡皮筋；

在上蓋板上設置有導向孔、導向孔密封圈、排氣孔、穿孔和上蓋板密封圈；

在下蓋板上設置有螺紋孔、排水孔、注水孔、下蓋板密封圈和底座密封圈；

其位置和連接關系是：

通過螺帽和螺桿，下蓋板、壓力室和上蓋板自下而上依次連接組成外部結構；

下蓋板、底座、墊環、巖樣和導向管自下而上依次連接組成內部結構，用乳膠膜嵌 套為一整體；

在導向管和導向孔接觸處設置有導向孔密封圈，在壓力室與上蓋板接觸處設置有 上蓋板密封圈，在壓力室與下蓋板接觸處設置有下蓋板密封圈，在底座和下蓋板接觸處設 置有底座密封圈，實現密封處理；

在巖樣中心，沿縱向設置有貫穿的巖樣圓孔，在巖樣圓孔內設置有等長的螺紋桿， 螺紋桿與巖樣圓孔的內壁之間留有空隙，在空隙中澆筑有高流動性的水泥漿；

導向桿穿過導向管和螺紋桿上下連接。

二、圍壓可控的巖石側摩阻力測試方法（簡稱方法）

本方法包括下列步驟：

①制樣

在巖樣中心，沿縱向鉆取貫穿的巖樣圓孔，在巖樣圓孔內居中放置等長的螺紋桿， 螺紋桿與巖樣圓孔的內壁之間留有一定的空隙，利用高流動性的水泥漿澆筑空隙，在水泥 漿凝結硬化到指定強度后進行裝樣；

②放樣

在水平的桌面上，由下及上依次把下蓋板、底座、墊環組裝固定；底座旋入下蓋板 中，并放置底座密封圈，墊環疊放在底座上；巖樣疊放在墊環上，在巖樣上部對中放置導向 管使導向管的內孔對準螺紋桿；利用乳膠膜將導向管、巖樣、墊環和底座嵌套在一起，在下 部用橡皮筋將乳膠膜與底座箍緊，上部用橡皮筋將乳膠膜與導向管底部圓環箍緊；

③組裝

放樣完成后，在下蓋板凹槽內放置下蓋板密封圈，其上放置壓力室；導向管穿過導 向孔，使上蓋板壓在壓力室上，并在壓力室與上蓋板接觸處放置上蓋板密封圈；調整上蓋 板，使得上蓋板中的穿孔與下蓋板中的螺紋孔在豎直方向上對應；螺桿穿過穿孔旋進下蓋 板中的螺紋孔,調整均勻分布的四根螺桿的旋入速率，使固定后的上蓋板保持水平，將導向 桿插入導向管內；

④試驗

將裝置放在土工三軸試驗加載系統內，打開排氣帽、注水閥和排水閥，將注水孔與 壓力體積傳感器連接，排水孔與回收桶連接；通過壓力體積傳感器設定目標圍壓，水從注水 孔進入壓力室，在水充滿壓力室后，在排氣孔中旋緊排氣帽，壓力體積傳感器自動調節注水 量，使巖樣處于目標圍壓中；

通過土工三軸試驗加載系統對裝置施加荷載，使軸力通過導向桿作用在螺紋桿 上，利用加載系統的荷載位移傳感器采集數據。

⑤回收