[發(fā)明專利]一種樁土接觸面剪切試驗(yàn)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811577173.4
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN109540702B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭佳奇;黃山秀;任連偉;秦本東;賀盛男;檀俊坤
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/02;G01N1/36;G01N1/28
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本發(fā)明涉及樁土接觸面剪切試驗(yàn)領(lǐng)域，具體的說是一種樁土接觸面剪切試驗(yàn)系統(tǒng)，包括工作臺、立柱、試驗(yàn)裝置、驅(qū)動裝置和控制器；工作臺底部四角分別安裝一個用于支撐的立柱，工作臺上裝有模擬樁土剪切試驗(yàn)的試驗(yàn)裝置，試驗(yàn)裝置包括試驗(yàn)箱、加載裝置和布沙裝置；布沙裝置安裝在工作臺上側(cè)，布沙裝置用于向試驗(yàn)箱內(nèi)篩入砂土，試驗(yàn)裝置設(shè)置兩組且對稱安裝在工作臺頂部，可以同時進(jìn)行兩組試驗(yàn)，以對比不同參數(shù)下對試驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的影響；本發(fā)明通過兩個試驗(yàn)箱，其中一個試驗(yàn)箱晃動而另一個試驗(yàn)箱靜止，能夠比較在相同參數(shù)下不同砂土密實(shí)度對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響，從而能夠提高試驗(yàn)的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及樁土接觸面剪切試驗(yàn)領(lǐng)域，具體的說是一種樁土接觸面剪切試驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

樁基礎(chǔ)作為一種主要的基礎(chǔ)形式被廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)工程中，隨著樁基工程實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)的積累和理論研究的深入。現(xiàn)有樁基規(guī)范中給出的樁側(cè)摩阻力計(jì)算公式主要是基于現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)給出的經(jīng)驗(yàn)公式，在許多實(shí)際工程中與實(shí)測的樁側(cè)摩阻力值偏差較大。需要結(jié)合模型試驗(yàn)對不同類型樁基礎(chǔ)的樁土接觸面摩擦性能進(jìn)行研究，為實(shí)際工程中樁基設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

目前對樁土接觸面的研究主要基于現(xiàn)場試驗(yàn)和室內(nèi)剪切試驗(yàn)(直剪試驗(yàn)、環(huán)剪試驗(yàn))。現(xiàn)場試驗(yàn)中樁土接觸面摩擦性能的研究中樁側(cè)摩阻力值主要基于樁身鋼筋應(yīng)力計(jì)或光纖所測得樁身進(jìn)行轉(zhuǎn)換，且樁土相對位移為樁身位移，不考慮樁周土體位移，另外，實(shí)際工程中土體分布情況較為復(fù)雜，因此無法得到準(zhǔn)確的樁側(cè)摩阻力樁土相對位移關(guān)系。室內(nèi)剪切試驗(yàn)主要為樁土接觸面直剪試驗(yàn)和環(huán)剪試驗(yàn)，室內(nèi)剪切試驗(yàn)可以測得準(zhǔn)確的樁土相對位移，同時能夠測得接觸面法向位移，然而直剪試驗(yàn)和環(huán)剪試驗(yàn)中樁土接觸面為平面，與實(shí)際圓形樁土接觸面不同，且剪切試驗(yàn)中邊界條件與實(shí)際樁基荷載傳遞過程中的邊界條件也不同，因此所得到的樁土接觸面摩擦特性可能與實(shí)際樁土接觸面摩擦特性有所不同。

大量試驗(yàn)結(jié)果表明樁土接觸面形式，樁表面粗糙度，樁周土體性質(zhì)，樁周土體應(yīng)力水平以及基樁長細(xì)比會對樁側(cè)摩擦性能產(chǎn)生影響。

現(xiàn)有技術(shù)中也出現(xiàn)了一些樁土接觸面剪切試驗(yàn)的技術(shù)方案，如申請?zhí)枮?01710050592.1的一項(xiàng)中國專利公開了一種樁土接觸面剪切試驗(yàn)裝置，包括圓形模型箱、加載板、反力梁和伺服加載電機(jī)。圓形模型箱由圓形框架和底座組成，模型箱內(nèi)部需填筑一定密實(shí)度的砂土，砂土內(nèi)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(jī)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(jī)對模型箱中心處的模型樁進(jìn)行加載，加載過程中伺服電機(jī)所施加荷載及位移可自動采集；

該方案能夠?qū)Σ煌细矇毫ψ饔孟虏煌愋蜆锻两佑|面的摩擦特性進(jìn)行研究；但是不便于同時進(jìn)行多組試驗(yàn)，不能比較在相同參數(shù)下不同砂土密實(shí)度對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響，從而影響試驗(yàn)的效率。

發(fā)明內(nèi)容

為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出的一種樁土接觸面剪切試驗(yàn)系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明所述的一種樁土接觸面剪切試驗(yàn)系統(tǒng)，包括工作臺、立柱、試驗(yàn)裝置、驅(qū)動裝置和控制器；所述工作臺底部四角分別安裝一個用于支撐的立柱，所述工作臺上裝有模擬樁土剪切試驗(yàn)的試驗(yàn)裝置，所述試驗(yàn)裝置包括試驗(yàn)箱、加載裝置和布沙裝置；所述布沙裝置安裝在工作臺上側(cè)，布沙裝置用于向試驗(yàn)箱內(nèi)篩入砂土；

所述試驗(yàn)箱為圓筒形，試驗(yàn)箱內(nèi)裝有一定密實(shí)度的砂土，試驗(yàn)箱底板中央設(shè)有一圓形孔，所述圓形孔內(nèi)穿插一樁柱，試驗(yàn)箱底板上還固定安裝一組支撐柱，試驗(yàn)箱內(nèi)裝有砂土，砂土內(nèi)預(yù)埋壓力傳感器以測量豎向及水平土壓力，測量水平土壓力的壓力傳感器固定在支撐柱中部，測量豎向土壓力的壓力傳感器固定在試驗(yàn)箱的底板上；所述實(shí)驗(yàn)箱底部固定安裝一組支腿；