[發明專利]可控制圍壓用于模擬閉口樁安裝過程的實驗裝置

有效

• 申請號: 201711457394.3
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108035387B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 芮圣潔;國振;王寬君;張雅茹;周文杰;王立忠
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

1.一種可控制圍壓用于模擬閉口樁安裝過程的實驗裝置，其特征在于：包括機架、圍壓室、樁體、限位裝置、加載系統、水圍壓控制系統、傳感器系統、數據采集及控制系統；樁體（22）插入圍壓室中，與裝于圍壓室內的土樣形成樁土界面，限位裝置用于限制樁體旋轉，加載系統包括液壓系統、蝸桿（23）及伺服電機（24），液壓系統用于向土體施加豎向應力，蝸桿（23）上端旋入樁體內，下端與伺服電機（24）相連由伺服電機驅動蝸桿完成對樁體靜動加載控制，水圍壓控制系統用于控制圍壓室的圍壓以調整土體的應力狀態，傳感器系統用于檢測裝置中的待測數據，并傳輸至數據采集及控制系統中，數據采集及控制系統用于控制加載系統、液壓系統及水圍壓控制系統；

所述的圍壓室包括筒狀外壁（9）、圍壓室底板（8）、環狀的圍壓室上蓋（11）、橡膠膜（10）；筒狀外壁（9）固定于圍壓室底板（8）上，圍壓室上蓋設于筒狀外壁頂部開口處，樁體（22）貫穿圍壓室底板中部插入圍壓室上蓋（11）中，樁體與圍壓室上蓋之間、圍壓室上蓋與筒狀外壁之間、樁體與圍壓室底板之間均通過橡膠圈密封，在圍壓室上蓋下表面和圍壓室底板上表面各固定有一個橡膠膜固定環（26），橡膠膜（10）上下端分別通過橡膠圈固定于橡膠膜固定環（26）內，橡膠膜與樁體之間用于安裝待測土體，橡膠膜與筒狀外壁之間形成圍壓空間；

所述的水圍壓控制系統包括開在圍壓空間底板上的圍壓水孔、開在待測土體空間底板上的反壓孔、及水壓力控制器（3）；圍壓水孔通過管道與水壓力控制器相連用于向圍壓空間內注水或排水以控制圍壓空間內的水壓，反壓孔通過流量計與水壓力控制器相連用于測量排水條件下土體的體變；

所述的液壓系統包括液壓加載控制裝置（2）、及與液壓加載控制裝置通過油管連接的油缸（20）；油缸（20）的活塞桿通過傳力桿（15）與圍壓室上蓋（11）固連；

所述的樁體（22）采用拼接樁體，包括一節樁或首尾相連的多節樁，每節樁包括沿縱向剖面拼合的兩片對稱樁片，樁片內壁開有螺紋（33）和用于與限位裝置相配合的豎向凹槽（28），兩片樁片拼合后的樁內壁形成可與蝸桿相匹配的連續螺紋，每節樁上端有外螺紋（29），下端有內螺紋（30），用于與下一節樁上端外螺紋配合連接；所述的限位裝置包括連接桿（17）、限位板（14），連接桿（17）固定于機架上，限位板（14）上端與連接桿（17）相連，另一端插入樁體豎向凹槽（28）內；

所述的傳感器測量系統包括孔壓傳感器（7）、位移傳感器（12）、壓電式軸力傳感器（32）；孔壓傳感器（7）用于測量土體內部的孔壓響應，位移傳感器（12）設于圍壓室上蓋（11）上方用于測量土體的豎向位移，壓電式軸力傳感器（32）設于圍壓室底部用于測量樁體豎向運動時樁土界面的力學響應。

2.根據權利要求1所述的可控制圍壓用于模擬閉口樁安裝過程的實驗裝置，其特征在于：所述的限位板（14）側邊嵌有轉珠或軸承（31）以減小與豎向凹槽（28）的摩擦。

3.根據權利要求1所述的可控制圍壓用于模擬閉口樁安裝過程的實驗裝置，其特征在于：所述的兩片樁片拼合連接時在接觸位置設置橡膠隔水條（27）。

4.根據權利要求1所述的可控制圍壓用于模擬閉口樁安裝過程的實驗裝置，其特征在于：所述的圍壓室設置于機架上，圍壓室底部由四根立柱支撐，在每根立柱上均裝有壓電式軸力傳感器（32）。