[發明專利]一種樁土接觸面剪切力學特性的測試方法

在審

• 申請號: 201810873026.5
• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN108593464A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 喬世范;檀俊坤;蔡子勇;孫曉;徐平;張學民;王文富;李東瑞
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務所(普通合伙) 43214
• 代理人: 周曉艷;張文君

1.一種樁土接觸面剪切力學特性的測試方法，其特征在于，

采用樁土接觸面剪切力學特性測試裝置進行測試，所述樁土接觸面剪切力學特性測試裝置包括支撐裝置(1)、壓力室(2)、壓力裝置(4)、多個推力裝置(3)和多個水平固定裝置(5)；所述支撐裝置包括框架(1.1)、支撐板(1.2)和設置在所述支撐板上方的反力架(1.3)；所述壓力室設置在所述支撐板上，其包括頂板(2.1)、底板(2.2)和滑動設置在所述頂板和底板之間的多塊外側立板(2.3)，所述底板、頂板和多塊外側立板共同圍合成用于裝置樁試樣(6)和土試樣的型腔，所述型腔的水平截面大小能夠調節；所述壓力裝置設置在所述反力架上，用于對所述樁試樣施加豎向荷載；多個所述推力裝置與多個所述外側立板一一對應設置，每個所述推力裝置均可單獨對相應的所述外側立板施加水平推力；所有外側立板均可在推力裝置的作用下沿水平方向向壓力室的中部移動，以通過對壓力室內的土試樣進行擠壓進而對樁試樣的各側施加相同或不同的水平力；多個所述水平固定裝置用于約束所述樁試樣的水平位移；

所述壓力室的型腔內設有伸縮室(2a)，所述伸縮室由頂板(2.1)、底板(2.2)、所有外側立板(2.3)和多塊伸縮板(2.4)圍成，每塊所述外側立板的內側豎向設有與其垂直的兩塊伸縮板，所述伸縮板的上下兩端分別與所述頂板和底板滑動連接，所述伸縮板由單件伸縮板A(2.41)和單件伸縮板B(2.42)插接而成，所述單件伸縮板A和單件伸縮板B的插接部上分別設有插接槽(2.43)和插接板(2.44)，所述插接板水平滑動的安裝在所述插接槽內；

每一塊所述外側立板的內側均設有至少兩個連接組件(2.5)，所述連接組件包括水平設置的錨桿(2.51)和多個螺帽A(2.52)，至少一根錨桿貫穿相靠近的兩塊單件伸縮板A，且至少一根錨桿貫穿相靠近的兩塊單件伸縮板B，每根錨桿上且于每塊伸縮板的兩側各設有一個螺帽A，兩所述伸縮板通過多個連接組成件連接形成伸縮板組；所述外側立板的內表面在豎直方向設有多個定位組件，所述定位組件包括兩個固定塊(2.34)、連接兩個固定塊的水平滑桿(2.35)和多個螺帽B(2.36)，水平滑桿貫穿所述伸縮板組設置，每根水平滑桿上且于伸縮板組的兩側各設有一個螺帽B；

推力裝置包括水平加載裝置(3.1)、水平傳力桿(3.2)、壓力傳感器B(3.3)和位移傳感器B(3.4)；

壓力裝置包括豎向加載裝置(4.1)、豎向傳力桿(4.2)、壓力傳感器A(4.3)和位移傳感器A(4.4)；

測試方法包括以下步驟：

步驟S1、安裝樁試樣：先將預制好的樁試樣(6)放置于測試裝置的壓力室(2)內，并調整水平固定裝置(5)控制所述樁試樣不發生水平位移；

步驟S2、安裝壓力裝置：將壓力裝置(4)安裝在反力架(1.3)上，所述樁試樣的頂端通過豎向傳力桿(4.2)與豎向加載裝置(4.1)相連，所述樁試樣與所述豎向傳力桿之間夾設有位移傳感器A(4.4)和壓力傳感器A(4.3)；

步驟S3、水平推力裝置調試：啟動水平加載裝置(3.1)，使所述水平加載裝置通過水平傳力桿(3.2)與所述外側立板的外表面相接觸，并保持各個所述水平加載裝置到所述樁試樣的外側距離相等，所述外側立板與水平傳力桿之間設有位移傳感器B(3.4)和壓力傳感器B(3.3)；

步驟S4、裝置土試樣：將土試樣填入所述壓力室內，并根據實際工程需求對所述土試樣均勻搗實，最終所述土試樣保持與所述壓力室的上邊緣平齊；

步驟S5、安裝頂板：將多塊單元頂板(2.11)通過插桿(2.12)與插接孔(2.13)插接圍繞所述樁試樣拼合成頂板(2.1)，所述頂板安置于壓力室頂部，所述頂板與頂桿相連接；

步驟S6、對土試樣施加水平壓力：根據實驗要求控制所有所述水平加載裝置對土試樣的各側施加大小相同或不同壓力，并記錄所有水平加載裝置的壓力傳感器B(3.3)和位移傳感器B(3.4)的讀數；

步驟S7、樁土接觸面剪切測試：啟動所述豎向加載裝置對所述樁試樣施加豎向壓力，同時記錄壓力傳感器A(4.3)和位移傳感器A(4.4)讀數；

所述步驟S2之后且在所述步驟S3之前還包括步驟S30：將所述伸縮板(2.4)的內端與所述樁試樣相接觸，并控制同一外側立板(2.3)內側的兩塊伸縮板(2.4)的距離與所述樁試樣相適配。