[發明專利]模擬土體位移邊界條件的被動樁試驗裝置及實驗方法

在審

• 申請號: 202010553518.3
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111560997A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 鄧濤;鄭路;蘇繼明;賴彥博;鐘元慶
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陸帥;蔡學俊

1.一種模擬土體位移邊界條件的被動樁試驗裝置,其特征在于：包括外部框架、內部框架、模型樁、樁底嵌固裝置，內部框架置于外部框架內；

所述內部框架包括依次堆疊的下層框體、中層框體、上層框體，下層框體、中層框體、上層框體的前后兩側均經有機玻璃板封閉，下層框體、中層框體、上層框體的右兩側均經加載鋼板封閉，加載鋼板右側面中部安裝有U型支座A，加載鋼板右側面左右對稱安裝兩個開設有豎向插孔的鎖扣，鎖扣內能插設T形插銷；

所述外部框架包括底板，底板左右兩側豎直安裝有反力鋼板，反力鋼板外側面經三角撐板與底板相連接，兩個反力鋼板之間設置有豎置的固定鋼板，固定鋼板經薄壁方管與左側的反力鋼板相連接，固定鋼板位于內部框架內，固定鋼板下端與底板連接固定，固定鋼板前后兩端與內部框架貼合，右側的反力鋼板內側面中部由上至下間隔安裝三個U型支座B，U型支座B與U型支座A同高度的相配合，U型支座B內安裝有橫置的水平加載千斤頂，水平加載千斤頂與反力鋼板鎖固，兩側的反力鋼板前后側均經橫置的圓鋼相連接，圓鋼上套裝有滑動套，滑動套經螺釘與圓鋼鎖固，滑動套上水平安裝有滑動軸承，下層框體、中層框體、上層框體的上下端的框桿外側各設置一根圓鋼，滑動軸承與內部框架貼合；

模型樁位于內部框體內，樁底嵌固裝置安裝在模型樁下端，樁底嵌固裝置鎖固在底板上；

固定鋼板與內部框架內壁圍成的區間內填充有試驗用土。

2.根據權利要求1所述的模擬土體位移邊界條件的被動樁試驗裝置，其特征在于：所述樁底嵌固裝置包括基板，基板中部安裝有套筒，套筒與模型樁下端嵌裝，基板上于套筒外周開設有通孔，底板上陣列有若干螺栓孔，基板經穿設通孔、螺栓孔的螺栓與底板相連接。

3.根據權利要求2所述的模擬土體位移邊界條件的被動樁試驗裝置，其特征在于：所述樁底嵌固裝置有左右對稱設置的兩個單元件拼合組成。

4.根據權利要求1所述的模擬土體位移邊界條件的被動樁試驗裝置，其特征在于：所述圓鋼為鍍鉻圓鋼。

5.根據權利要求1所述的模擬土體位移邊界條件的被動樁試驗裝置，其特征在于：所述薄壁方管上下對稱設置兩組，每組包括左右對稱設置的兩根薄壁方管。

6.根據權利要求1所述的模擬土體位移邊界條件的被動樁試驗裝置，其特征在于：所述模型樁的樁身上安裝有應變片和土壓力傳感器。

7.一種預模擬土體位移邊界條件的被動樁的實驗方法,采用如權利要求1所述的模擬土體位移邊界條件的被動樁試驗裝置,其特征在于,包括以下步驟：

（1）向固定鋼板與內部框架內壁圍成的區間內填充試驗用土；

（2）通過水平加載千斤頂緩慢施加水平位移，通過控制油泵進油量和出油量，調節千斤頂位移速率，施加水平力和位移，同時通過提前布置在樁身的應變片和土壓力傳感器實時采集樁身內力、變形和樁側土壓力等樁身狀態量，記錄不同速率條件下，不同加載鋼板位移和模型樁內力與變形的關系曲線，當模型樁出現破壞或加載板位移達到設計值，停止加載；

（3）卸載并清理試驗用土，將內部框架復位；

（4）重復步驟1-3，通過調節不同模型樁距加載邊界的距離、調節模型樁剛度、調節T型插銷的長度改變下層框體、中層框體、上層框體之間的連接狀態，進行下一個試驗工況。