[發明專利]用于樁基模型試驗的樁頂和樁端沉降同時觀測裝置及方法

有效

• 申請號: 201711327695.4
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108225261B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 張乾青;李曉密;劉善偉;張健;崔偉;馮若峰;袁魁;李瑩煒
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

本發明公開了一種用于樁基模型試驗的樁頂和樁端沉降同時觀測裝置及方法，包括底座、模擬樁、連桿、兩個位移傳感器；模擬樁的底部剛性連接一個底座，模擬樁的頂部套裝一個空心加載板，且模擬樁與一個套筒相連，在套筒的頂部設有一個實心加載板；且在套筒的側壁上開設有中空槽；兩個位移傳感器中一個用于測量空心加載板的位移；另一個位移傳感器測量移動板件的位移，所述的移動板件水平設置，且其一端穿過套筒上的中空槽懸空，另一端位于套筒內與一個豎直設置的連桿剛性相連，連桿底部與所述底座相連；通過一個傳感器將樁頂沉降等效為加載板的豎向位移；將樁端沉降等效轉化到底座上，樁端沉降就等于移動板件豎向位移。

技術領域

本發明涉及一種模型試驗觀測裝置，特別涉及一種用于樁基模型試驗的樁頂和樁端沉降同時觀測裝置及方法。

背景技術

模型試驗是根據一定的相似原理對特定工程地質問題進行縮尺研究的一種方法，通過在比例縮小或等比模型上進行相應的試驗，獲取相關數據及檢查設計缺陷，已成為工程領域最為主要的研究手段之一。樁基礎是我國現階段廣泛使用的主要基礎形式之一，合理使用樁基礎既能有效地控制建(構)筑物沉降變形，又能提高建(構)筑物的抗震性能，從而確保建(構)筑物的長期安全使用。

樁基承載力與沉降是樁基設計中最主要的內容，而其中樁基沉降包括樁頂沉降和樁端沉降，所以在樁基模型試驗中觀測樁基沉降具有不可替代的研究作用。但是樁端一般都深入土樣中，目前常規的觀測方法不易整體控制且容易引起邊界條件的變化，從而影響模型試驗結果的準確性和效果，所以很難觀測樁端沉降，更難同時觀測樁頂和樁端沉降。為保證順利精確觀測樁基沉降，急需發明一種用于樁基模型試驗的樁頂和樁端沉降同時觀測裝置。

發明內容

本發明為克服上述技術的不足，提供一種結構簡單、操作簡便、價格低廉、精度較高、可有效用于樁基模型試驗的樁頂和樁端沉降同時觀測裝置，其特征在于：一將樁頂沉降轉化到加載板上，二通過細金屬桿將樁端沉降等效轉化為薄鋼條豎向位移，最后分別用位移傳感器同時觀測樁頂樁端沉降。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種用于樁基模型試驗的樁頂和樁端沉降同時觀測裝置，包括底座、模擬樁、連桿、空心加載板、套筒、移動板件、實心加載板和兩個位移傳感器；

所述的模擬樁的底部剛性連接一個底座，模擬樁的頂部套裝一個空心加載板，且模擬樁與一個套筒相連，在套筒的頂部設有一個實心加載板；且在所述的套筒的側壁上開設有中空槽；兩個所述的位移傳感器中一個用于測量空心加載板的位移，進而得到樁基樁頂的位移；另一個位移傳感器測量移動板件的位移，所述的移動板件水平設置，且其一端穿過套筒上的中空槽懸空，另一端位于套筒內與一個豎直設置的連桿剛性相連，所述的連桿底部與所述底座相連；

本申請通過一個傳感器將樁頂沉降等效為加載板的豎向位移，然后利用位移傳感器將其豎向位移觀測出來；將樁端沉降等效轉化到底座上，底座與連桿固定，連桿與移動板件固定，因為其不受加壓荷載影響，所以樁端沉降就等于移動板件豎向位移，然后利用位移傳感器將其豎向位移觀測出來。

進一步的，所述模擬樁充當樁基模型試驗所用樁(樁基模型試驗所用樁的材料、樁徑、樁長可以根據試驗要求自行定制)，模擬樁與底座內外徑大小保持一致，保證樁端能正好套入底座內，實現與底座的剛性連接；且所述連桿能在模擬樁內自由移動。

進一步的，所述底座中心設有螺紋孔，所述螺紋孔的孔徑與連桿一端螺紋外徑一致，保證能與連桿一端扭緊固定。

進一步的，所述連桿直徑較小，保證能在模擬樁與套筒內自由移動。模擬樁具有一定剛度，保證自由豎直放置幾乎沒有彎曲。連桿長度略大于模擬樁長度，保證其上端能伸出到套筒的開孔中心處。

連桿的兩端有螺絲紋，保證一端與底座固定，另一端與板件一端牢牢固定。