[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

本發明公開了一種樁土接觸面剪切力學特性的測試方法，包括以下步驟：(1)、將樁試樣放置于測試裝置的壓力室內，并調整水平固定裝置；(2)、將壓力裝置安裝在反力架上；(3)、水平推力裝置調試；(4)、裝置土試樣；(5)、將多塊單元頂板拼合成頂板，(6)、對土試樣施加水平壓力；(7)、樁土接觸面剪切測試；本發明中可通過多個推力裝置對壓力室的不同側施加水平推力，以通過對土試樣進行擠壓而對樁試樣的各側施加水平力，可有效模擬樁周不同方向上所受土體壓力不同的情況下樁基受力工況，且與實際工況的相似度高；本發明的測試方法設計合理，工藝簡單，操作簡便，可對圓樁、方樁等截面形狀規則的樁基礎進行測試。

技術領域

本發明涉及土木工程技術領域，特別地，涉及一種樁土接觸面剪切力學特性的測試方法。

背景技術

隨著我國城建設的快速發展，為了在較小的土地范圍內建造更多的建筑面積，建筑物不得不向高層發展，因此近年來高層和超高層建筑建設的越來越多，這些建筑對地基基礎的承載力要求較高，樁基礎作為一種主要的基礎形式被廣泛應用于基礎工程中，隨著樁基礎工程實際經驗的累積和理論研究的深入，樁基礎的利用方式和使用環境均趨于多樣化，如擋土樁多用于工程初期建設支護擋土，然而為了充分發揮擋土樁的作用，減少工程造價，將擋土樁用于豎向承載，因此研究擋土樁的承載力具有實際工程意義。

中國專利申請CN201710050592.1公開了一種可模擬上覆壓力變化的樁土接觸面剪切測試裝置，該裝置包括圓形模型箱、加載板、反力梁和伺服加載電機，圓形模型箱由圓形框架和底座組成，模型箱內部需填筑一定密實度的砂土，砂土內部放置土壓力傳感器測試豎向及水平土壓力；加載板放置在砂土層上表面通過千斤頂施加上覆壓力；伺服加載電機可以采用位移控制和荷載控制兩種加載方式，通過伺服電機對模型箱中心處的模型樁進行加載，加載過程中伺服電機所施加荷載及位移可自動采集。該裝置僅可用于研究不同上覆壓力作用下樁土接觸面的摩擦性能的研究。

中國專利CN201410047786.2公開了一種凍土環境中樁基模型測試裝置，其包括用于向模型樁施加水平加載力的水平加載機構，水平加載機構具有沿加載方向延伸的軸線，還包括用于向模型樁施加豎向加載力的豎向加載機構，水平加載機構有一個或兩個以上，豎向加載機構設在用于補償模型樁的水平位移的行走機構上。該測試裝置能夠在模擬凍土環境中樁基受力工況，且與實際工況的相似度高，不僅可單獨完成水平與豎向的靜載實驗，也可完成水平與豎向荷載共同作用的靜載實驗；在進行水平方向的靜動力加載時，可模擬實際工程中上部結構產生的豎向荷載。但該裝置只能適用于模擬凍土環境中樁基礎的工況，不能適用于樁周不同側壓力的模擬。上述測試裝置根本不涉及實際工程中所受水平地壓不同情況的情況，因此需要提供一種樁土接觸面剪切力學特性的測試方法。

發明內容

本發明旨在克服現有技術的不足，提供一種樁土接觸面剪切力學特性的測試方法，該測試方法能對樁周不同側施加不同的壓力，操作方便，為不同環境中樁基礎的承載特性研究提供良好的基礎。

為實現上述目的，本發明提供了一種樁土接觸面剪切力學特性的測試方法，包括以下步驟：

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

步驟S2、安裝壓力裝置：將壓力裝置安裝在反力架上，所述樁試樣的頂端通過豎向傳力桿與豎向加載裝置相連，所述樁試樣與所述豎向傳力桿之間夾設有位移傳感器A和壓力傳感器A；

步驟S3、水平推力裝置調試：啟動水平加載裝置，使所述水平加載裝置通過水平傳力桿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和壓力傳感器B；

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所述試樣土對均勻搗實，最終所述土試樣保持與所述壓力室的上邊緣平齊；