[發明專利]滲流條件下抗拔樁的極限抗拔承載力試驗裝置及試驗方法

在審

• 申請號: 202010156603.6
• 申請日: 2020-03-08
• 公開（公告）號: CN111236329A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 程澤海;張恩光
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 諸佩艷

1.一種滲流條件下抗拔樁的極限抗拔承載力試驗裝置，其特征在于：其包括試驗箱、模型樁、水循環系統、加載系統和測試系統；所述的試驗箱內設有試驗用土，試驗箱的側壁位于上部開口位置設有試驗箱進水口和試驗箱出水口，底部設有底部出水口；所述的模型樁插入中試驗用土中；所述的水循環系統包括水箱，水箱底部與試驗箱底部等高且通過底部水管與底部出水口連通；所述的加載系統包括定滑輪、拉索、托盤和砝碼，拉索一端與模型樁連接，另一端與托盤連接，且拉索的中間位置滑動連接于定滑輪上，砝碼放置在托盤上；所述的測試系統包括拉力傳感器和百分表，拉力傳感器連接在拉索上，百分表放在模型樁頂端；當水箱內注水高度高于試驗用土高度，測量向上滲流條件下的抗拔樁的極限抗拔承載力；當水箱內注水高度低于試驗用土高度，測量向下滲流條件下的抗拔樁的極限抗拔承載力。

2.根據權利要求1所述的滲流條件下抗拔樁的極限抗拔承載力試驗裝置，其特征在于：所述的試驗用土分上下兩層，下層為卵石層，上層為中砂層，卵石層和中砂層之間設置土工布，所述的模型樁插入中砂層中。

3.根據權利要求1所述的滲流條件下抗拔樁的極限抗拔承載力試驗裝置，其特征在于：所述的測試系統包括測壓管，測壓管與底部出水口連接，測壓管用于測量水位是否穩定。

4.根據權利要求1所述的滲流條件下抗拔樁的極限抗拔承載力試驗裝置，其特征在于：所述的底部水管的兩端均設有第一控制閥門。

5.根據權利要求1所述的滲流條件下抗拔樁的極限抗拔承載力試驗裝置，其特征在于：所述的水箱的頂部設有水箱進水口，水箱的側壁上設有若干水箱出水口，水箱出水口在高度方向上等間距間隔布置，且每個水箱出水口分別對應安裝一個第二控制閥門。

6.根據權利要求1所述的滲流條件下抗拔樁的極限抗拔承載力試驗裝置，其特征在于：所述的試驗箱設置在一鋼架內部，所述的定滑輪固定在鋼架的頂面。

7.一種基于權利要求1～6中任意一項所述的滲流條件下抗拔樁的極限抗拔承載力試驗裝置的試驗方法，其特征在于：其包括以下步驟：

1)組裝試驗箱和水循環系統，安裝加載系統和測試系統；

2)將模型樁放入試驗箱的中心位置，并向測驗箱內鋪設試驗用土，并向試驗用土內注水使試驗用土處于飽和狀態；

3)設定本次試驗的水頭差值，關閉所有第一控制閥門和第二控制閥門，根據本次試驗水頭差值，向水箱內注水至相應高度；

4)用拉索拉住模型樁，對百分表進行調零；

5)打開底部水管兩端的第一控制閥門，等待水位穩定觀察百分表度數；

6)在托盤上分級加載砝碼，依次記錄百分表上相應的數據，進行數據分析；

7)改變水頭差值，重復步驟2)～6)，分析不同水頭差下抗拔樁的極限抗拔承載力。

8.根據權利要求7所述的基于滲流條件下抗拔樁的極限抗拔承載力試驗裝置的試驗方法，其特征在于：所述步驟2)向測驗箱內鋪設試驗用土的方法包括：

2.1)在試驗箱底層鋪設一層厚度為9cm的卵石層；

2.2)在卵石層上鋪設一層厚度為1cm的土工布；

2.3)在土工布上進行分成鋪設砂土層，每層厚度為5cm并注水淹沒土體；

2.4)重復步驟2.3)，反復鋪設砂土層至設計高度；

2.5)將試驗箱內的試驗用土靜置24小時，形成飽和砂土層。

9.根據權利要求7所述的基于滲流條件下抗拔樁的極限抗拔承載力試驗裝置的試驗方法，其特征在于：當步驟3)中水箱內注水高度高于試驗用土高度，測量向上滲流條件下的抗拔樁的極限抗拔承載力，步驟4)～6)的測試過程中，打開相應高度的第二控制閥門，并持續從水箱進水口注水，水通過底部水管進入試驗箱內并在試驗箱內形成向上的滲流，水最終從試驗箱出水口溢出。

10.根據權利要求7所述的基于滲流條件下抗拔樁的極限抗拔承載力試驗裝置的試驗方法，其特征在于：當步驟3)中水箱內注水高度低于試驗用土高度，測量向下滲流條件下的抗拔樁的極限抗拔承載力，步驟4)～6)的測試過程中，打開相應高度的第二控制閥門，持續從試驗箱進水口注水，水通過底部水管進入水箱內，在試驗箱內形成向下的滲流，水最終從水箱出水口處溢出。