[發(fā)明專利]一種模擬錘擊沉樁-浸水靜載的試驗裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210214851.0
• 申請日: 2022-03-04
• 公開（公告）號: CN114575393A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白曉宇;張亞妹;銀吉超;張明義;閆楠;蘇雷;張乾青;張健;韓超;張廣亮;于龍濤;張啟軍;刁浩杰;趙香梅;蘇悅
• 申請（專利權(quán)）人: 青島理工大學(xué)
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00;E02D7/04;G01N3/12;G01N3/02
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 任歡

本發(fā)明公開了一種模擬錘擊沉樁?浸水靜載的試驗裝置及方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法進(jìn)行浸水載荷試驗的問題，具有能模擬泥巖持力層中錘擊沉樁對單樁承載性能的影響及浸水載荷試驗情況下承載力的演化的有益效果，具體方案如下：一種模擬錘擊沉樁?浸水靜載的試驗裝置，包括原狀土約束單元，包括巖芯，巖芯放置于模具內(nèi)，模具環(huán)向設(shè)置箍緊件以對巖芯施加約束；錘擊單元包括穿心錘，穿心錘的一側(cè)與帶刻度的貫入桿連接，穿心錘的另一側(cè)與導(dǎo)桿連接；導(dǎo)軌，錘擊單元與導(dǎo)軌活動連接以保證錘擊單元相對于導(dǎo)軌的垂直運(yùn)動；支架支撐導(dǎo)軌；浸水載荷試驗單元，包括注水器、若干配重塊和用于測量巖芯沉降的測距件，配重塊通過穿心錘支撐并設(shè)于導(dǎo)桿的環(huán)向。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地基基礎(chǔ)工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種模擬錘擊沉樁-浸水靜載的試驗裝置及方法。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

目前，錘擊沉樁因技術(shù)成熟、施工簡便、效率高、工期短、經(jīng)濟(jì)性好、適用范圍廣等諸多優(yōu)勢在土木工程等領(lǐng)域被廣泛采用。泥巖是指弱固結(jié)的黏土在擠壓脫水等作用下形成強(qiáng)固結(jié)的巖石，泥巖具有成巖作用差、膠結(jié)弱、易風(fēng)化、遇水易崩解、軟化等工程性質(zhì)。錘擊沉樁會對泥巖造成二次損傷，對其承載性能具有影響。同樣，泥巖遇水易崩解軟化，在實際工程場地存在地下水與積水情況，也會對于泥巖地基承載力發(fā)揮產(chǎn)生影響。

實際工程中，載荷試驗結(jié)束后，需對樁周巖土體的損傷情況進(jìn)行查明時，通常采用對基樁開挖進(jìn)行驗證，即通過人工挖孔或鉆孔取得樁側(cè)及樁端巖土樣。但在基樁開挖驗證過程中，易對樁側(cè)及樁端巖土體產(chǎn)生擾動，造成二次損傷。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在施工現(xiàn)場，采用靜載荷試驗研究泥巖持力層中預(yù)制樁承載力的發(fā)揮特性時，無法直視樁周土體的破壞情況，同時也無法查明在浸水作用下樁周土的損傷區(qū)是如何發(fā)展的。此外，在模擬錘擊沉樁時，現(xiàn)有技術(shù)CN111155567A公開的一種可反應(yīng)真實土體邊界條件的多種打樁試驗裝置及測試方法中存在局限性，難以保證模型樁垂直貫入。CN113250253A雖然公開了一種模擬打樁的離心模型試驗裝置，但無法進(jìn)行浸水載荷試驗來探究泥巖承載力演變規(guī)律，后續(xù)也無法進(jìn)一步揭示樁周土的損傷情況。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種模擬錘擊沉樁-浸水靜載的試驗裝置，準(zhǔn)確記錄打樁過程中的錘擊數(shù)與貫入深度，能模擬泥巖持力層中錘擊沉樁對單樁承載性能的影響及浸水載荷試驗情況下承載力的演化。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種模擬錘擊沉樁-浸水靜載的試驗裝置，包括：

原狀土約束單元，包括巖芯，巖芯放置于模具內(nèi)，模具環(huán)向設(shè)置箍緊件以對巖芯施加約束；

錘擊單元，包括穿心錘，穿心錘的一側(cè)與帶刻度的貫入桿連接，貫入桿朝向巖芯設(shè)置，穿心錘的另一側(cè)套于導(dǎo)桿并可沿著導(dǎo)桿軸向方向移動以模擬錘擊；

導(dǎo)軌，導(dǎo)軌設(shè)于錘擊單元的側(cè)部，錘擊單元與導(dǎo)軌活動連接以保證錘擊單元相對于導(dǎo)軌的垂直運(yùn)動；

支架，支架支撐導(dǎo)軌；

浸水載荷試驗單元，包括注水器、若干配重塊和用于測量巖芯沉降的測距件，配重塊通過穿心錘支撐并設(shè)于導(dǎo)桿的環(huán)向以通過錘擊單元向巖芯施加荷載。

如上所述的試驗裝置，整體結(jié)構(gòu)設(shè)置合理，通過支架支撐導(dǎo)軌，導(dǎo)軌與錘擊單元連接，以保證模擬錘擊沉樁過程中樁身的垂直度，錘擊單元對巖芯錘擊，能夠?qū)崿F(xiàn)打樁能量的精確計算；通過浸水載荷試驗單元的設(shè)置，由配重塊施加荷載，在打樁后可直接施加荷載進(jìn)行浸水靜載試驗進(jìn)行分析，另外還可揭示樁周土的損傷情況及破壞機(jī)制。

如上所述的一種模擬錘擊沉樁-浸水靜載的試驗裝置，為了實現(xiàn)錘擊單元與導(dǎo)軌連為一體，所述錘擊單元通過連接部件與所述的導(dǎo)軌連接，以保證錘擊單元運(yùn)動的垂直度；