[發明專利]一種基樁屈曲臨界荷載試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201910145386.8
• 申請日: 2019-02-27
• 公開（公告）號: CN109778923A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 陳龍;朱蕾;陳永輝;牟美奇;陳庚
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 祁文彥

本發明公開了一種基樁屈曲臨界荷載試驗裝置及方法，所述試驗裝置能夠對樁端提供鉸接、自由、彈性嵌固、固接等基本約束形式，根據試驗要求進行配件安裝。提出試驗過程中采用等應變加載控制法，通過對油壓千斤頂進行加載，觀察百分表確保每一階段樁頂沉降Δs值相同，測得反力的值，繪得荷載?沉降曲線。根據室內試驗及對屈曲臨界荷載定義的分析，提出了基于荷載?沉降曲線判斷臨界荷載判定方法。利用本試驗裝置測試臨界荷載可以避免常規試驗裝置上端自由的弊端，使試驗樁兩端可依據試驗需求采用不同的支座形式，增強了試驗的可操作性及適用性。

技術領域

本發明涉及一種臨界荷載試驗裝置及方法，特別是一種可實現控制基樁不同樁端嵌固形式下的屈曲臨界荷載試驗裝置及屈曲臨界荷載判定方法。

背景技術

屈曲現象(也可稱為失穩現象)廣泛地存在于工程實踐中，常見的屈曲形式有桁架的屈曲、受壓桿件的屈曲、薄壁圓筒的屈曲等。20世紀以來，由于構件屈曲導致的工程事故頻發。如1907年加拿大的魁北克橋在架設過程中由于懸臂端下弦桿的腹板翹曲而引起嚴重破壞事故；1978年美國東部康涅狄格州的哈特福市中心體育館中的個別壓桿在暴風雪產生的荷載失穩導致了體育館的倒塌。諸如以上由于屈曲造成的構筑物破壞實例數不勝數。由于構件的屈曲具有突發性，若不采取相應的控制措施將承受巨大的生命財產損失，因此屈曲現象引起了人們的高度重視。

沿海及內地湖泊地區存在著眾多復雜深厚的軟土地基，在其上建設居住房屋、高速公路、鐵路、市政、水利等建筑物或構筑物時必須進行加固處理。在過去的半個世紀中，將細長樁打入在地表深處的做法逐漸開始增多，這種類型的基礎主要包括支撐近海面的樁、高速公路橋、高層建筑樁基等，這些樁長細比(長度與直徑的比值)均較大可稱為細長樁。細長樁廣泛存在于實際工程中，常見形式有TC樁(塑料套管混凝土樁)、預應力管樁、碎石注漿樁、Augeo樁、Micropile和鉆孔灌注樁等。對于完全埋入樁，一般認為：當樁周土體強度足夠大時，一般幾何形式下樁不會發生屈曲破壞。但是，當樁周存在軟弱土體或可液化土體或砂時，不同類別細長樁均存在屈曲的可能。但是目前對于細長樁的屈曲臨界荷載的判定方法還不明確、測試裝置也不成熟。

目前針對細長樁的屈曲臨界荷載測試方法仍無統一的認識，工程測試人員在測試過程中僅簡單的測試樁的極限荷載，并不能判斷該荷載是屈曲臨界荷載還是豎向承載的極限荷載。根據《建筑基樁檢測技術規范》(JGJ106-2014)傳統樁的測試方法采用的是分級測試方法，采用逐級等量加載；分級荷載宜為最大加載量或預估極限承載力的1/10。當樁發生屈曲破壞時，微小的變形即引發樁身屈曲，在豎向荷載作用下發生較大變形。現有測試方法在試驗過程中會出現一直加壓，但是樁頂始終沉降，根據規范該情況下即認為破壞，不能將樁的破壞荷載與屈曲破壞荷載進行區分。

發明內容

本發明目的在于提出一種基樁屈曲臨界荷載試驗裝置，該裝置能夠靈活設置樁頂的嵌固形式，包括鉸接、固接、彈性嵌固、自由等。

本發明的另一個目的是提出一種屈曲臨界荷載判定方法，首先根據樁的類型、兩端固定形式、樁周的軟弱土工況等條件確定發生屈曲的可能性，其次根據樁頂荷載-沉降曲線進行判定。

本發明通過以下技術方案實現：

一種基樁屈曲臨界荷載試驗裝置，包括反力架，反力架包括錨樁，錨樁頂部連接支撐板，支撐板上側設置若干個堆載沙包，支撐板下側固連固定板一，固定板一下側通過固定螺栓連接活動板一，固定板一與活動板一之間設置若干個滑動鋼珠；活動板一下側固連加強鋼棒，加強鋼棒向下穿過固定板二，并與固定板二固連；固定板二的上側通過磁性表座固定連接百分表，固定板二的下側通過固定螺栓連接活動板二，試驗基樁的樁頂與活動板二連接，試驗基樁的底端通過底座支撐于地面；

活動板一與固定板二之間設置油壓千斤頂，油壓千斤頂的伸縮桿與活動板一接觸，油壓千斤頂的底端固設于固定板二上，油壓千斤頂的底端與固定板二之間設置反力計，油壓千斤頂上設置油壓表。