[發明專利]一種用于巖土工程的界面摩阻力測試裝置與測試方法

有效

• 申請號: 201610031614.5
• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN105571759B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 宋林輝;付磊;閆迪;黃強;郭光林
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;E02D33/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;王玉

本發明公開了一種用于巖土工程的界面摩阻力測試裝置，包括界面摩阻力測試系統和杠桿加載系統，界面摩阻力測試系統包括工作平臺、支架、盛土桶、位移計、應變片、荷重傳感器、電阻應變儀以及計算機數據采集系統；杠桿加載系統包括鋼橫梁、鋼立柱和吊籃。本發明還公開了一種用于巖土工程的界面摩阻力測試裝置的測試方法，包括以下步驟：往盛土桶中分層填入試驗土體并覆蓋樁頂；利用杠桿加載系統加載固結；在配重施加點逐級加載，測試得到界面摩阻力大小及其沿擬測試管樁長度向的分布情況；通過改變杠桿加載系統施加的固結荷載大小、擬測試管樁的材質和表面粗糙度、土體的種類，得到不同界面在不同固結荷載下的摩阻力大小和分布情況。

技術領域

本發明涉及一種土工實驗測試方法，具體涉及一種用于巖土工程的界面摩阻力測試裝置與測試方法，屬于巖土工程領域。

背景技術

隨著城市化的發展，高層建筑已成為解決城市土地資源緊張的主要途徑之一，而高層建筑基本都采用樁基礎，對摩擦樁來說，其承載力由樁側表面與樁周土體間的摩阻力提供。因此，摩阻力是樁基設計及施工中的一個重要參數，現有設計一般依據勘察報告或者現行的規范的經驗數據取值，但不同條件下土的摩阻力差別較大，勘察報告往往又不能全面地提供，有時甚至應用混亂。此外，在巖土工程中，與摩阻力相關的還有土釘、錨桿(索)、基礎抗浮等諸多領域。有些領域因摩阻力確定的復雜性只是將其作為一個有利的因素，而不在設計中予以考慮，這種做法無疑是安全的但同時也是不經濟的。

因摩阻力大小涉及界面粗糙度、土體性質、周邊約束力大小等諸多復雜因素，因此，一直是個不斷研究的課題，在理論方面雖提出了許多計算方法，或確定了一些經驗數據，但都缺乏科學的測試資料為依據。

綜上所述，為合理確定巖土工程中各類界面摩阻力的大小，迫切需要一種能夠直接測試得到不同條件下界面摩阻力的方法和裝置。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的在于，提供一種用于巖土工程的界面摩阻力測試裝置與測試方法。

本發明的技術方案為：一種用于巖土工程的界面摩阻力測試裝置，其特征是，包括界面摩阻力測試系統和杠桿加載系統，所述的界面摩阻力測試系統包括工作平臺和放置于工作平臺上的支架；所述支架由中心開圓孔的頂板、帶兩個定滑輪的底板、位于頂板和底板之間的鋼管焊接而成；在所述支架上放置盛土桶，所述盛土桶底部開有用于擬測試管樁穿過的圓孔，所述盛土桶內部填有試驗土體，所述試驗土體上部安裝有壓板；所述壓板上方設有杠桿加載系統；所述擬測試管樁內壁貼有應變片，所述擬測試管樁底部安裝有位移計，并在擬測試管樁下端開孔穿插有鋼絞線；所述鋼絞線將擬測試管樁和荷重傳感器串聯，并繞過兩個定滑輪和加載配重相連；所述應變片連接于電阻應變儀，所述位移計、荷重傳感器和電阻應變儀與計算機數據采集系統相連。

進一步地，所述杠桿加載系統包括鋼橫梁和鋼立柱，所述鋼立柱錨固于地面，與所述鋼橫梁鉸結形成杠桿，所述鋼橫梁的兩端懸掛有用于調節配重的吊籃。

進一步地，所述擬測試管樁的材質為鋼材、混凝土、或玻璃鋼復合材料。

進一步地，所述擬測試管樁由多段圓管組成，兩段圓管之間采用內、外螺紋連接。

進一步地，所述底板為一矩形鋼板，所述鋼板上焊接有兩個定滑輪，其中一個定滑輪的定位標準為保證連接擬測試管樁底部和該定滑輪之間的鋼絞線為垂直向，另一個定滑輪位于底板邊緣，確保能將鋼絞線引出，并不接觸工作平臺側邊。

本發明還公開了基于一種用于巖土工程的界面摩阻力測試裝置的測試方法，其特征是，包括以下步驟：往盛土桶中分層填入試驗土體并覆蓋樁頂，填入完畢后，松開擬測試管樁；利用杠桿加載系統加載固結，荷載的具體大小根據計算通過調節吊籃重量進行逐級施加；待土體固結完成后，在配重施加點逐級加載，測試得到界面摩阻力大小及其沿擬測試管樁長度向的分布情況；通過改變杠桿加載系統施加的固結荷載大小、擬測試管樁的材質和表面粗糙度、土體的種類，得到不同界面在不同固結荷載下的摩阻力大小和分布情況。