[發明專利]模擬周圍填筑有散體排水材料的預制樁的樁基承載性能的試驗裝置和試驗方法

有效

• 申請號: 202010382035.1
• 申請日: 2020-05-08
• 公開（公告）號: CN111622273B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 周佳錦;龔曉南
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

1.一種模擬周圍填筑有散體排水材料的預制樁的樁基承載性能的試驗裝置，其特征在于：包括模型箱(1)、反力梁(2)、加載電機(3)和圓形套筒(4)；所述模型箱(1)由鋼板焊接而成，模型箱(1)的側面焊接工字鋼(1-1)，底部焊接鋼支座(1-2)；所述反力梁(2)焊接于模型箱(1)上；所述加載電機(3)固定于反力梁(2)上；

所述模型箱(1)內部填筑有軟黏土層(1-3)；所述軟黏土層(1-3)內的樁端和樁周土體內部均埋設有土壓力傳感器(1-4)和孔隙水壓力傳感器(1-5)，分別用于測量土壓力和孔隙水壓力；所述的軟黏土層(1-3)內設有由散體排水材料(1-7)填充而成的圓柱形空間，該圓柱形空間用于壓入模型樁(1-8)，使所述的模型樁(1-8)周圍均勻分布有散體排水材料(1-7)。

2.根據權利要求1所述的模擬周圍填筑有散體排水材料的預制樁的樁基承載性能的試驗裝置，其特征在于，所述的模型箱(1)側壁與所述的圓柱形空間之間的距離至少為該圓柱形空間截面直徑的10倍。

3.根據權利要求1所述的模擬周圍填筑有散體排水材料的預制樁的樁基承載性能的試驗裝置，其特征在于，在所述的軟黏土層(1-3)填筑前，軟黏土的含水率至少需達到1倍液限含水率，且為攪拌均勻的軟黏土。

4.根據權利要求1所述的模擬周圍填筑有散體排水材料的預制樁的樁基承載性能的試驗裝置，其特征在于，所述的軟黏土層(1-3)的固結時間為30-90天。

5.根據權利要求1所述的模擬周圍填筑有散體排水材料的預制樁的樁基承載性能的試驗裝置，其特征在于，模型樁(1-8)樁端位置以下不同深度處設有若干測量樁端土體中土壓力的土壓力傳感器和測量孔隙水壓力的孔隙水壓力傳感器，模型樁(1-8)周圍不同深度處設有若干測量樁周土體中土壓力的土壓力傳感器和測量樁周土體中孔隙水壓力的孔隙水壓力傳感器。

6.根據權利要求1所述的模擬周圍填筑有散體排水材料的預制樁的樁基承載性能的試驗裝置，其特征在于，所述的圓柱形空間的截面直徑為模型樁(1-8)直徑的1.5-3.0倍。

7.根據權利要求1所述的模擬周圍填筑有散體排水材料的預制樁的樁基承載性能的試驗裝置，其特征在于，散體排水材料(1-7)的滲透系數是軟黏土層(1-3)的滲透系數的10⁴-10⁵倍。

8.根據權利要求1所述的模擬周圍填筑有散體排水材料的預制樁的樁基承載性能的試驗裝置，其特征在于，模型樁(1-8)的樁端閉口且樁端呈錐形，錐角為30-60度。

9.根據權利要求1所述的模擬周圍填筑有散體排水材料的預制樁的樁基承載性能的試驗裝置，其特征在于，加載電機(3)的極限加載值為200kN，行程為100mm。

10.如權利要求1-9任一項所述的模擬周圍填筑有散體排水材料的預制樁的樁基承載性能的試驗裝置的試驗方法，其特征在于，包括如下步驟：

在模型箱(1)內填筑軟黏土層(1-3)，首先需要使軟黏土的含水率達到1.5倍液限含水率，并將軟黏土充分攪拌均勻，隨后將軟黏土填筑到模型箱(1)中；軟黏土層(1-3)填筑過程中，在模型樁(1-8)樁端位置以下不同深度處埋設土壓力傳感器(1-4)和孔隙水壓力傳感器(1-5)，分別用于測量樁端土體中的土壓力和孔隙水壓力；在模型樁(1-8)周圍不同距離處還設有豎直剛性管(1-9)，豎直剛性管(1-9)上沿不同深度固定有土壓力傳感器(1-4)和孔隙水壓力傳感器(1-5)以測試樁周土體中的土壓力和孔隙水壓力；軟黏土層填筑完成后固結30-90天；

軟黏土層(1-3)固結完成后將端部開口的圓形套筒(4)插入到模型樁(1-8)設計位置處，隨后將圓形套筒內部軟黏土(1-6)取出，并填入散體排水材料(1-7)，圓形套筒(4)內部填筑滿散體排水材料(1-7)后將圓形套筒(4)從軟黏土層(1-3)中取出，得到由散體排水材料(1-7)填充而成的圓柱形空間；將模型樁(1-8)插入到散體排水材料(1-7)中，使模型樁(1-8)周圍存在一層散體排水材料層；當樁端及樁周孔隙水壓力傳感器(1-5)測得的土體中的超孔隙水壓力完全消散后通過加載電機(3)對模型樁(1-8)進行加載。