[發明專利]CPT一體化的土工封裝散體樁室內模型試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 202010153765.4
• 申請日: 2020-03-07
• 公開（公告）號: CN111021440A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 劉凱文;邱睿哲;何川;梅國雄;倪芃芃;陳德;蘇謙;黃俊杰;越斐;李源港;熊志鵬;邵康;周鵬飛
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 成都厚為專利代理事務所(普通合伙) 51255
• 代理人: 王杰

本發明公開了一種CPT一體化的土工封裝散體樁室內模型試驗裝置及方法，涉及軟土地基加固技術領域，試驗裝置包括：按比例縮尺的軟土地基模型，按比例縮尺的復合土工封裝散體樁模型，定位裝置，CPT系統，加載系統及測試元器件。試驗方法包括：模型填筑，采用分層填筑方法；安放成樁套筒并填料，逐步上拔并振搗；堆載預壓；組裝CPT系統并進行CPT試驗；組裝加載并系統進行靜載試驗。以測試流固耦合條件下復合土工封裝散體樁的受力變形與孔壓消散，聯合CPT試驗預測單樁承載力，為復合土工封裝散體樁的設計和應用提供理論依據。

技術領域

本發明涉及軟土地基加固技術領域，特別涉及一種CPT一體化的土工封裝散體樁室內模型試驗裝置及方法。

背景技術

復合土工封裝散體樁，在加固不排水抗剪強度低于15kPa的軟弱黏土路基這一領域，有著經濟環保和性能高效的優勢。在樁基方案設計中，單樁承載力的確定方法十分重要，目前確定復合土工封裝散體樁豎向承載力的方式主要集中在理論計算方法和現場靜載試驗。目前的理論計算結果常與現場靜載試驗結果存在一定的出入，而現場靜載試驗費用高。此外，關于復合土工封裝散體樁流固耦合條件下的樁身沉降、徑向變形和孔壓消散規律尚不明確。靜力觸探（CPT）技術既可以作為樁基工程的勘察手段，也可以作為原位測試的手段，憑借其快速檢測，經濟高效的優勢被廣泛應用。其貫入機理可與復合土工封裝散體樁的施工較為類似，采用聯合CPT的室內模型試驗，是解決上述問題較好的手段，但目前缺乏相應的CPT一體化的試驗裝置及試驗方法。

發明內容

本發明提供一種CPT一體化的土工封裝散體樁室內模型試驗裝置及方法，以探明流固耦合條件下復合土工封裝散體樁的受力變形以及孔壓消長規律，確定復合土工封裝散體樁豎向承載力，為復合土工封裝散體樁的設計和應用提供理論依據。

本發明解決上述問題所采用的技術方案如下：

一種CPT一體化的土工封裝散體樁室內模型試驗裝置，所述試驗裝置包括：

按比例縮尺的軟土地基模型：所述軟土地基模型填筑于模型槽內，所述軟土地基模型包括底部持力層、中部軟黏土層和上部碎石墊層；

按比例縮尺的復合土工封裝散體樁模型：所述復合土工封裝散體樁模型通過定位裝置安放在軟黏土層；

加載系統：所述加載系統通過荷載板逐級作用于碎石墊層上表面并傳遞向復合土工封裝散體樁模型頂部；

測試元器件：所述測試元器件布設于復合土工封裝散體樁模型周以及基準梁上；

CPT系統：所述CPT系統用于進行室內CPT試驗。

進一步地，所述CPT系統包括梯形架、框架椅及CPT儀，所述梯形架通過開槽翼板可在模型槽上方任意指定位置固定，所述框架椅可在梯形架任意指定位置固定，所述CPT儀設置在框架椅上。

進一步地，所述定位裝置包括定位桿和定位圈，所述定位桿通過開槽翼板可在模型槽上任意指定位置固定，定位圈可卡在定位桿任意指定位置。

進一步地，所述加載系統包括荷載板、千斤頂、反力架、反力梁、鐵棒及反力梁托，所述千斤頂置于荷載板上，所述反力梁未加載時搭在反力梁托上，加載后反頂在鐵棒上。

進一步地，所述測試元器件包括用于測試土壓力的土壓力盒、用于測試復合土工封裝散體樁模型徑向變形的膨脹計、用于測試孔隙水壓力的孔隙水壓力計、用于測試沉降變形的位移計及百分表。

進一步地，所述土壓力盒沿復合土工封裝散體樁模型的樁長方向、樁周方向分別間隔設置。

進一步地，所述膨脹計沿復合土工封裝散體樁模型的樁長方向間隔設置。

進一步地，所述孔隙水壓力計沿模型槽對角線間隔設置，并且埋設于軟黏土層中。