[發明專利]穿越串珠狀溶洞基樁模型的極限承載力模型試驗系統及試驗方法

在審

• 申請號: 201711382454.X
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108166538A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 袁維;聶慶科;王偉;李華偉;賈向新;李建朋
• 申請（專利權）人: 河北建設勘察研究院有限公司;石家莊鐵道大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 石家莊輕拓知識產權代理事務所(普通合伙) 13128
• 代理人: 秦燕

本發明涉及一種穿越串珠狀溶洞基樁模型的極限承載力模型試驗系統，其包括模型試驗箱、豎向加載裝置、數據采集裝置、顯示控制裝置，以及基樁模型、溶洞模型和溶劑循環裝置。本發明還涉及一種基于該穿越串珠狀溶洞基樁模型的極限承載力模型試驗系統的穿越串珠狀溶洞基樁模型的極限承載力模型試驗方法。本發明的試驗系統結構簡單，試驗方法容易操作，能考慮串珠狀溶洞對樁身承載力的影響，可實現樁頂荷載數據、位移數據、應力?應變數據和變形破壞過程的同步采集，而能夠保證試驗具有很好的可參考性。

技術領域

本發明屬于樁基礎工程技術領域，尤其涉及一種穿越串珠狀溶洞基樁模型的極限承載力模型試驗系統，同時，本發明也涉及有基于該穿越串珠狀溶洞基樁模型的極限承載力模型試驗系統的試驗方法。

背景技術

隨著我國基礎建設的飛速發展，在巖溶地區的施工也越來越多，樁基礎因能適應各類地質條件、工程條件以及荷載情況，因此，樁基已被廣泛應用于巖溶地區工程中。在巖溶地區進行樁基建設面臨的主要問題為樁基承載力問題。當前我國規范對巖溶地區樁基承載力設計主要基于樁基到溶洞的安全距離，以及端阻力和摩阻力的折減兩個方面的考慮。在巖溶發育地區進行基樁模型施工，經常遇到基樁模型穿越上下間隔分布的多層溶洞、也即串珠狀溶洞的情況，目前尚無計算此類基樁模型極限承載力的方法，通常參考嵌巖樁的方法進行豎向承載力計算，即忽略樁身的側摩阻力、只考慮樁端的端承力。

當前對穿越串珠狀溶洞基樁模型極限承載力的研究極少，尚未發現關于此問題的模型試驗研究，因此，發明一種穿越串珠狀溶洞基樁模型的極限承載力模型試驗系統及方法對于研究其失穩破壞模式，進而提出極限承載力的計算方法，具有重大的理論價值和工程實踐意義。

發明內容

針對以上描述，本發明的目的在于提供一種穿越串珠狀溶洞基樁模型的極限承載力模型試驗系統，以可實現基樁模型樁頂荷載和位移數據、樁身應力-應變數據、基樁模型和溶洞變形破壞過程的同步采集，且應用范圍廣泛，而可為研究穿越串珠狀溶洞基樁模型的極限承載力提供必備的試驗條件。

本發明的技術方案是通過以下方式實現的：

一種穿越串珠狀溶洞基樁模型的極限承載力模型試驗系統，其包括模型試驗箱、豎向加載裝置、數據采集裝置、顯示控制裝置，以及基樁模型、溶洞模型和溶劑循環裝置；

所述模型試驗箱包括外框架，以及裝設于外框架內的至少有一側為透明狀的箱體，并在外框架的頂部固定設置有反力橫梁，所述基樁模型和溶洞模型位于所述箱體內，且在所述箱體內填充有固定所述基樁模型模塊與溶洞模型的地層模型；

所述基樁模型的一側貼設于所述箱體為透明狀的一側的內壁上，所述溶洞模型附著于基樁模型上，且所述溶洞模塊為沿基樁模型長度方向間隔布置的多個，于各所述溶洞模型內設置有兩端連通至所述箱體外的溶劑管，并在所述溶劑管上設有貫通至所述溶劑模型內的連通孔；

所述豎向加載裝置位于所述基樁模型的頂部和所述反力橫梁之間，且在所述基樁模型的頂部套裝有樁帽；

所述數據采集裝置包括位于所述樁帽頂部的位移檢測模塊，貼設于所述基樁模型表面的應變片，以及正對于所述基樁模型布置在所述箱體外的圖像采集模塊；

所述顯示控制裝置與所述數據采集裝置和所述豎向加載裝置連接；

所述溶劑循環裝置與各所述溶洞模型中設置的所述溶劑管相連。

作為對上述方式的限定，所述箱體由上下拼接于一起的多個透明框體構成，于各所述透明框體的一側設置有供所述溶劑管的兩端伸出箱體外的通孔。

作為對上述方式的限定，所述透明框體由有機玻璃制成。

作為對上述方式的限定，所述基樁模型的截面為半圓形，所述基樁模型呈平面狀的一側貼設于所述箱體的內壁上，所述溶洞模型附著在所述基樁模型呈曲面狀的一側。