[發明專利]穩定承壓水條件下單樁豎向靜載試驗的測試裝置

有效

• 申請號: 201710291465.0
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107012898B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 羅戰友;鄒寶平;陶燕麗;莫林飛;李棋;祝行;鄭耀
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

一種穩定承壓水條件下單樁豎向靜載試驗的測試裝置，模型箱內鋪設模擬場地的箱內土體，箱內土體埋設試驗單樁，豎向加載系統包括反力架、杠桿、壓樁器和砝碼，水壓加載系統包括水泵、進口反濾芯筒、出口反濾芯筒、傳力水袋和反壓板，水泵的出水口與反濾芯筒連接，進口反濾芯筒安裝在模型箱的壁面的進水口上，出口反濾芯筒安裝模型箱的壁面的出水口上，箱內土體的頂面鋪設傳力水袋，傳力水袋上設置反壓板，反壓板分為左右兩部分且均與轉軸連接，左右兩塊反壓板之間采用旋蓋連接，旋蓋穿過試驗單樁；數據采集系統包括位移計，位移計位于試驗單樁的頂部，位移計與數據采集儀連接。本發明效果好、操作方便、費用低、時間短。

技術領域

本發明涉及穩定承壓水條件下單樁豎向靜載試驗的測試裝置，主要適用于室內豎向靜載試驗中承壓水條件下的單樁豎向承載特性方面的研究，屬于樁基測試技術領域。

背景技術

隨著全國城市的加速發展，建筑規模逐漸增大，高層建筑越來越多。高層建筑的屹立，樁基起著不可或缺的作用，它可以將上部荷載傳遞給地基。為了達到理想的持力層，樁基的長度不斷增加，樁基礎往往會深入到甚至穿過承壓層。由于動水壓力的存在，承壓水條件下的樁基豎向承載力與潛水條件下的樁基豎向承載力特性有較大差異，工程問題也更加復雜。樁基豎向承載力通常由現場豎向靜載試驗來獲得，但是現場試驗存在操作復雜、成本高、時間長等不足，且難以獲得大量靜載測試數據，因此可采用室內豎向靜載試驗代替現場靜載試驗。目前，室內試驗中很難實現穩定的高承壓水環境，主要原因有：1)無法形成封閉的承壓水層。承壓層中水會在壓力作用下沿著樁-土界面、土與模型箱的界面向上發生滲流，導致高承壓水條件下的靜載試驗難以進行，尤其是當承壓水的壓力水頭較大時，這一點尤為突出。2)土體隆起甚至破壞。根據壓力平衡法，當承壓水的滲透壓力超過上部土體的自重，就會發生土體隆起甚至破壞，導致承壓水條件下的單樁豎向靜載試驗失敗。

發明內容

為了克服已有單樁豎向靜載試驗方式的效果較差、操作復雜、費用較高、周期較長的不足，本發明提供一種效果好、操作方便、費用低、時間短的穩定承壓水條件下單樁豎向靜載試驗的測試裝置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種穩定承壓水條件下單樁豎向靜載試驗的測試裝置，包括模型箱、豎向加載系統、水壓加載系統和數據采集系統，所述模型箱內鋪設模擬場地的箱內土體，所述箱內土體埋設試驗樁，所述豎向加載系統包括反力架、杠桿、壓樁器和砝碼，所述壓樁器與杠桿中部連接，所述壓樁器位于所述試驗樁的頂部，所述杠桿的一端鉸接在所述反力架上，所述反力架安裝在所述模型箱上，所述杠桿的另一端掛接砝碼；所述水壓加載系統包括水泵、進口反濾芯筒、出口反濾芯筒、傳力水袋和反壓板，所述水泵的出水口與反濾芯筒連接，所述進口反濾芯筒安裝在模型箱壁面的進水口上，所述出口反濾芯筒安裝模型箱的壁面的出水口上，所述箱內土體的頂面鋪設所述傳力水袋，所述傳力水袋上設置反壓板，所述反壓板分為左右兩部分且均與轉軸連接，左右兩塊反壓板之間采用旋蓋連接，所述旋蓋穿過所述試驗樁；所述數據采集系統包括位移計，所述位移計位于壓樁器的頂部，所述位移計與數據采集儀連接。

進一步，所述模型箱的一圈設有滾輪軌道，所述反力架上安裝滾輪，所述滾輪安裝在所述滾輪軌道上。

再進一步，所述試驗樁上安裝環形止水條，所述環形止水條包括螺桿、滑槽和橡膠止水條，所述橡膠止水條可滑動地位于所述滑槽內，所述螺桿伸入所述滑槽內，所述橡膠止水條位于所述試驗樁的外表面。

所述傳力水袋有4個，所述傳力水袋之間通過連通管連通，所述連通管與水壓力計連接。

所述水壓加載系統還包括用于固定所述反壓板的擋板，所述擋板可轉動地安裝在擋板轉軸上，所述擋板轉軸固定在所述模型箱內。

所述杠桿的一端通過刀口鉸與所述反力架連接。

所述模型箱內開有供反濾芯筒放置的安裝槽，反濾芯筒與模型箱的壁面之間通過橡膠墊圈密封連接，所述水泵與所述進口反濾芯筒之間的管路上安裝閥門和水壓力計。