[發明專利]可控應力環境的樁土相互作用力學行為測試系統

有效

• 申請號: 201710317231.9
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN107100210B
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 潘登;夏元友;張電吉;吝曼卿;代順祥;鄧天賜;韓瑞庭
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學;武漢理工大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

1.可控應力環境的樁土相互作用力學行為測試系統，其特征在于：

包括靜壓沉樁力學模擬單元、地基附加應力加載模擬單元、地基土總應力、孔隙水壓力及局部變形測試單元、型鋼加載反力框架、地基土模擬試驗倉及錘擊沉樁模擬單元；靜壓沉樁力學模擬單元螺栓固定于型鋼加載反力框架上方，用于模擬靜壓沉樁施工工藝；地基附加應力加載模擬單元螺栓固定于型鋼加載反力框架內部上方，向下提供直接作用于模擬地基土表面的預加荷載，用于模擬房屋基礎產生的附加應力或是地基土固結所需的預壓力；地基土總應力、孔隙水壓力及局部變形測試單元中各類傳感器按研究方案需要預埋至地基土模擬試驗倉中的模擬地基土內；地基土模擬試驗倉通過下滑動滾軸推送至型鋼加載反力框架正下方，后用地基土模擬倉定位螺孔（47）定位；錘擊沉樁模擬單元螺栓固定于型鋼加載反力框架上方，模擬動力沉樁施工工藝。

2.根據權利要求1所述的可控應力環境的樁土相互作用力學行為測試系統，其特征在于：

所述的靜壓沉樁力學模擬單元，由電動靜力觸探加載裝置（11）、阻力監測記錄儀（12）、模擬樁阻力傳感器（13）和標準模擬樁節（14）構成，由電動靜力觸探加載裝置（11）模擬壓樁機提供靜壓力，將模擬樁模擬的預制樁體按預定速率貫入模擬的地基土中，并由阻力監測記錄儀（12）和模擬樁阻力傳感器（13）時刻監測“靜壓沉樁”過程中樁尖所承受的端阻力和側摩阻力。

3.根據權利要求1或2所述的可控應力環境的樁土相互作用力學行為測試系統，其特征在于：

所述的地基附加應力加載模擬單元由60T穿心千斤頂（21）、筒形承壓柱（22）和數顯電液伺服油泵（23）組成；數顯電液伺服油泵（23）提供穩定油壓，通過油管將壓力傳遞給60T穿心千斤頂（21），60T穿心千斤頂（21）將油壓轉換成向下的壓力，再依靠筒形承壓柱（22），把預定荷載直接作用于模擬地基土表面。

4.根據權利要求3所述的可控應力環境的樁土相互作用力學行為測試系統，其特征在于：

所述的地基土總應力、孔隙水壓力及局部變形測試單元由高靈敏度電阻變形監測儀（31）、活塞式電阻應變計工作組（32）、鋼鉉式土壓力計孔隙水壓力計工作組（33）和多通道應力巡檢記錄儀（34）組成；活塞式電阻應變計工作組（32）可以測量地基土體內任意局部變形值；鋼鉉式土壓力計孔隙水壓力計工作組（33）也能根據研究方案需要預埋在所需監測的土體位置，獲得地基土任意局部任意角度的總應力和有效應力參數；各工作組各類型傳感器數量根據需要增減，實現從固結前初值、到固結后中值、到沉樁過程完成后的終值全流程全角度監控，精確呈現記錄地基土力學行為的演化。

5.根據權利要求4所述的可控應力環境的樁土相互作用力學行為測試系統，其特征在于：

所述的型鋼加載反力框架采用翼板寬度及截面高度均為200mm，厚度20mm型槽鋼通過高強螺栓拼接，框架整體高2M、長3M、寬2M；框架豎向最高承受試驗荷載為80T；從上至下，依次為上部沉樁力學模擬單元定位螺栓（44）、模型樁定位導向套筒（45）、上橫梁連接板（46）、型鋼門式框架（41）、地基土模擬倉定位螺孔（47）、滾動導向軸承（42）和鋼制地板（43）組成；上部沉樁力學模擬單元定位螺栓（44）焊接固定于型鋼門式框架（41）的上橫梁表面，兩根長2M型槽鋼平行背靠組成上橫梁，其底部通過上橫梁連接板用高強螺栓連接；橫梁中間焊接有模型樁定位導向套筒（45），該套筒內徑根據需要在30-80mm范圍內調整，壁厚10mm；門式框架（41）立柱采用4根同等型號型鋼開口向外通過柱頂焊接封板及高強螺栓固定于上橫梁4個端部，立柱柱底同樣通過焊接封板及高強螺栓固定于鋼制地板（43）上；滾動導向軸承（42）陣列安放在鋼制地板（43）上半圓形凹槽內，涂潤滑油減小滾動導向軸承（42）與鋼制地板（43）間的滾動摩擦力。

6.根據權利要求5所述的可控應力環境的樁土相互作用力學行為測試系統，其特征在于：

所述的60T穿心千斤頂（21）固定于上橫梁連接板（46）之下，60T穿心千斤頂（21）上面還有模型樁定位導向套筒（45），三者豎向同心共軸。