[發(fā)明專利]一種模擬樁側(cè)徑向應(yīng)力對樁身軸力影響的模型試驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610158726.7
• 申請日: 2016-03-21
• 公開（公告）號: CN105649122B
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王永洪;黃健
• 申請（專利權(quán)）人: 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種模擬樁側(cè)徑向應(yīng)力對樁身軸力影響的模型試驗裝置，其特征在于主體結(jié)構(gòu)包括模型桶、土體、定位導(dǎo)向環(huán)、多功能模型樁、光纖光柵傳感器鎧裝光纜、硅壓阻式土壓力傳感器導(dǎo)線、硅壓阻式孔隙水壓力傳感器屏蔽防水導(dǎo)線、反力架、微機(jī)控制電液伺服千斤頂、加載數(shù)據(jù)控制器和傳感信號綜合同步解調(diào)儀；模型桶放置在反力架正下方，直徑75mm的定位導(dǎo)向環(huán)設(shè)置在模型桶頂部中心位置，定位導(dǎo)向環(huán)的一端通過鋼管與模型桶頂部外邊緣焊接，另一端圓環(huán)能180°翻轉(zhuǎn)到模型桶頂部中心位置；土體在模型桶內(nèi)進(jìn)行人工分層填筑夯實，采用POM實心圓棒制成的多功能模型樁穿過定位導(dǎo)向環(huán)到土體表面，微機(jī)控制電液伺服千斤頂?shù)撞糠胖玫蕉喙δ苣Ｐ蜆俄敳浚C(jī)控制電液伺服千斤頂頂部固定在反力架橫梁上，微機(jī)控制電液伺服千斤頂與加載數(shù)據(jù)控制器連接，多功能模型樁內(nèi)光纖光柵傳感器鎧裝光纜、硅壓阻式土壓力傳感器導(dǎo)線和硅壓阻式孔隙水壓力傳感器屏蔽防水導(dǎo)線與傳感信號綜合同步解調(diào)儀連接；

所述模型桶的直徑為800mm，高度為1200mm，模型桶用厚度2mm的鋼板焊接而成，模型桶緊貼外壁的上、中、下位置焊有鋼筋箍；

所述傳感信號綜合同步解調(diào)儀采用JEME-i15-e32，

對樁側(cè)徑向應(yīng)力和樁身軸力測試的具體過程為：

第一步、將模型桶放置在反力架正下方，

第二步、將定位導(dǎo)向環(huán)的一端通過鋼管焊接到模型桶頂部外邊緣，另一端圓環(huán)使其能180°翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)到模型桶頂部中心位置；

第三步、采用取自相同地方的粉質(zhì)粘土作為土體，將土體放入模型桶中并進(jìn)行人工分層填筑夯實；

第四步、在多功能模型樁的樁身表面分別開槽，然后豎向等間距分別安裝光纖光柵傳感器、硅壓阻式土壓力傳感器和硅壓阻式孔隙水壓力傳感器，將光纖光柵傳感器采用鎧裝光纜串聯(lián)，并在多功能模型樁頂部以下30mm伸出鎧裝光纜，硅壓阻式土壓力傳感器和硅壓阻式孔隙水壓力傳感器的接觸面均與多功能模型樁樁身表面齊平，并在多功能模型樁頂部以下30mm伸出硅壓阻式土壓力傳感器導(dǎo)線和硅壓阻式孔隙水壓力傳感器屏蔽防水導(dǎo)線，然后將多功能模型樁垂直穿過定位導(dǎo)向環(huán)，伸入模型桶內(nèi)的土體表面中心位置；

第五步、將微機(jī)控制電液伺服千斤頂?shù)牡撞糠胖玫蕉喙δ苣Ｐ蜆俄敳浚敳抗潭ㄔ诜戳軝M梁上，并將微機(jī)控制電液伺服千斤頂與加載數(shù)據(jù)控制器連接，加載數(shù)據(jù)控制器控制微機(jī)控制電液伺服千斤頂以2.5mm/s的貫入速度進(jìn)行加載；

第六步、多功能模型樁頂部伸出的光纖光柵傳感器鎧裝光纜、硅壓阻式土壓力傳感器導(dǎo)線和硅壓阻式孔隙水壓力傳感器屏蔽防水導(dǎo)線與傳感信號綜合同步解調(diào)儀連接，實現(xiàn)多功能模型樁內(nèi)光纖光柵傳感器、硅壓阻式水壓力傳感器和硅壓阻式孔隙水壓力傳感器數(shù)據(jù)的同步采集，測得樁身軸力、樁土界面的土壓力和孔隙水壓力，用于模擬沉樁過程中徑向有效應(yīng)力對樁身軸向應(yīng)力的影響，根據(jù)彈性力學(xué)的拉梅（Lame）公式，考慮樁側(cè)徑向有效應(yīng)力對樁身豎向應(yīng)力的影響可得，其中，K為靜壓樁外徑R0與內(nèi)徑Ri之比：；為樁身軸力；為樁側(cè)的徑向有效應(yīng)力，。