[發(fā)明專利]用于研究樁-巖界面破壞機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置及其組裝方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810486533.3
• 申請(qǐng)日: 2018-05-21
• 公開（公告）號(hào): CN108643249B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐江;龔維明;徐峰;張琦;戴國(guó)亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): E02D33/00
• 分類號(hào): E02D33/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張婧

1.一種用于研究樁-巖界面破壞機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：包括用于放置實(shí)驗(yàn)樁的實(shí)驗(yàn)箱、位于實(shí)驗(yàn)箱上方的反力架以及位于反力架與實(shí)驗(yàn)箱之間的千斤頂(1)，所述千斤頂(1)的上表面與反力架固定，下表面通過壓力傳感器(2)與可作用于實(shí)驗(yàn)樁上的傳力桿(3)相連接，該傳力桿(3)上還連接有位移傳感器(4)；所述反力架包括上墊板(7)、下墊板(8)以及用于連接上、下墊板且均布的若干個(gè)立柱(9)；所述上墊板(7)的下表面與千斤頂(1)的上表面固定連接，所述下墊板(8)與實(shí)驗(yàn)箱的上表面固定連接，且傳力桿(3)可穿過下墊板(8)伸入實(shí)驗(yàn)箱并作用于實(shí)驗(yàn)樁上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于研究樁-巖界面破壞機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述實(shí)驗(yàn)箱包括橫截面呈工字型的中空?qǐng)A柱狀腔體結(jié)構(gòu)(5)和位于該腔體結(jié)構(gòu)(5)下方的底封板(6)，該底封板(6)為階梯圓臺(tái)結(jié)構(gòu)，其上部凸起圓臺(tái)與腔體結(jié)構(gòu)(5)的內(nèi)腔相適配。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于研究樁-巖界面破壞機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述腔體結(jié)構(gòu)(5)的材質(zhì)為航空級(jí)鋁合金2024、航空級(jí)鋁合金7075或鈦合金。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于研究樁-巖界面破壞機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述上墊板(7)為圓形不銹鋼板，其上分別錯(cuò)位開設(shè)有用于連接立柱(9)的A組沉頭螺紋孔和用于連接千斤頂(1)的B組沉頭螺紋孔，所述A組沉頭螺紋孔均布于上墊板(7)靠外圈，所述B組沉頭螺紋孔中一螺紋孔位于上墊板(7)的圓心位置，其余以圓心均布于上墊板(7)靠?jī)?nèi)圈。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于研究樁-巖界面破壞機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述下墊板(8)為圓環(huán)形不銹鋼板，其上錯(cuò)位開設(shè)有用于連接立柱(9)的A′組沉頭螺紋孔和用于連接實(shí)驗(yàn)箱的C組螺紋孔。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于研究樁-巖界面破壞機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述實(shí)驗(yàn)箱的上表面開設(shè)有與下墊板(8)相連接的C′組螺紋孔。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于研究樁-巖界面破壞機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述傳力桿(3)上還連接有用于裝夾位移傳感器(4)的夾具(10)，該夾具(10)包括通過緊固件相互連接的兩瓣式對(duì)開夾具片，每一夾具片上具有兩個(gè)分別與位置傳感器(4)和傳力桿(3)相適配的卡槽。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的用于研究樁-巖界面破壞機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置的組裝方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)、依次采用螺栓組裝連接上墊板(7)、立柱(9)和下墊板(8)形成反力架；

(2)、用螺栓組裝連接腔體結(jié)構(gòu)(5)和底封板(6)形成實(shí)驗(yàn)箱，腔體結(jié)構(gòu)(5)的內(nèi)腔內(nèi)用于放置實(shí)驗(yàn)樁，實(shí)驗(yàn)過程中X-ray掃描區(qū)域即為腔體結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔；

(3)、將千斤頂(1)、壓力傳感器(2)和傳力桿(3)自上而下依次組裝連接，再將裝夾有位移傳感器(4)的夾具(10)固定于傳力桿(3)上；

(4)、將步驟3中組裝后的千斤頂(1)的頂面通過螺栓與上墊板(7)相連接；

(5)、采用螺栓將步驟4組裝后的部件與步驟2組裝完的實(shí)驗(yàn)箱相連接，連接時(shí)需要先將傳力桿(3)的下端伸入腔體結(jié)構(gòu)(5)的內(nèi)腔使傳力桿(3)可作用于實(shí)驗(yàn)樁，連接完成后調(diào)整夾具(10)高度使得位移傳感器(4)的下端與下墊板(8)的上表面相接觸；

(6)、連接外部實(shí)驗(yàn)設(shè)備：將外部加載系統(tǒng)與千斤頂(1)相連接，將壓力傳感器(2)和位移傳感器(4)分別與外部數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相電連接；

(7)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備調(diào)試：依次調(diào)試外部加載系統(tǒng)、壓力傳感器(2)、位移傳感器(4)、外部數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是否運(yùn)行正常，待調(diào)試結(jié)束即可進(jìn)行預(yù)加載實(shí)驗(yàn)并制定加載分級(jí)及掃描參數(shù)，預(yù)加載實(shí)驗(yàn)完成后即可開始嵌巖樁加載過程樁-巖界面剪切特性及微觀破壞機(jī)理掃描實(shí)驗(yàn)。