[發明專利]一種模擬樁側徑向應力對樁身軸力影響的模型試驗裝置

有效

• 申請號: 201610158726.7
• 申請日: 2016-03-21
• 公開（公告）號: CN105649122B
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 王永洪;黃健
• 申請（專利權）人: 青島理工大學琴島學院
• 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

本發明涉及一種模擬樁側徑向應力對樁身軸力影響的模型試驗裝置。主體結構包括模型桶、土體、定位導向環、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線、硅壓阻式孔隙水壓力傳感器屏蔽防水導線、反力架、微機控制電液伺服千斤頂、加載數據控制器和傳感信號綜合同步解調儀。本發明與現有技術相比，其結構簡單，操作方便，測量數據精確，模擬實驗效果好，實現室內同時測試樁身軸力、樁土界面的土壓力和孔隙水壓力，用于沉樁過程考慮徑向有效應力對樁身軸向應力以及殘余應力的影響的模型試驗研究。

技術領域：

本發明屬于樁基工程技術領域，涉及一種模型試驗裝置，特別是一種模擬樁側徑向應力對樁身軸力影響的模型試驗裝置。

背景技術：

中國是靜壓樁“大國”，靜壓樁用量巨大，在建設工程中占有很大的比重，迫切需要靜壓樁技術的提高。然而，目前靜壓樁研究和應用存在的主要問題是：沒有實測樁土界面的土壓力和孔隙水壓力，靜壓樁的沉樁過程未能考慮徑向有效應力對樁身軸向應力以及殘余應力的影響。因此，為彌補試驗測試和理論研究的局限性，目前需要結合室內模型試驗，采用創新的測試方法，全程測試沉樁及其休止加荷期的樁身內力、樁土界面土壓力及孔隙水壓力，從細觀上探索機理，考慮靜壓樁樁側有效徑向應力對樁身軸力影響，分析樁身軸力及殘余應力的實際構成和變化，而目前尚未發現有關該問題的報道。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺陷，尋求設計提供一種可連續貫入土體，模擬靜壓樁樁側有效徑向應力對樁身軸力影響的模型試驗裝置。

為了實現上述目的，本發明的主體結構包括模型桶、土體、定位導向環、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線、硅壓阻式孔隙水壓力傳感器屏蔽防水導線、反力架、微機控制電液伺服千斤頂、加載數據控制器和傳感信號綜合同步解調儀；模型桶放置在反力架正下方，直徑75mm的定位導向環設置在模型桶頂部中心位置，定位導向環的一端通過鋼管與模型桶頂部外邊緣焊接，另一端圓環能180°翻轉到模型桶頂部中心位置；土體在模型桶內進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向環到土體表面，微機控制電液伺服千斤頂底部放置到多功能模型樁頂部，微機控制電液伺服千斤頂頂部固定在反力架橫梁上，微機控制電液伺服千斤頂與加載數據控制器連接，多功能模型樁內光纖光柵傳感器鎧裝光纜、硅壓阻式土壓力傳感器導線和硅壓阻式孔隙水壓力傳感器屏蔽防水導線與傳感信號綜合同步解調儀連接。

本發明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。

本發明所述傳感信號綜合同步解調儀采用JEME-i15-e32，JEME-i15-e32具備光纖光柵解調信號、電壓信號、電流信號等多種類型信號的硬件級別同步采集。

本發明對樁側徑向應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、將定位導向環的一端通過鋼管焊接到模型桶頂部外邊緣，另一端圓環使其能180°翻轉，翻轉到模型桶頂部中心位置；

第三步、采用取自相同地方的粉質粘土作為土體，將土體放入模型桶中并進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，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線和硅壓阻式孔隙水壓力傳感器屏蔽防水導線，然后將多功能模型樁垂直穿過定位導向環，伸入模型桶內的土體表面中心位置；