[發(fā)明專(zhuān)利]一種土界面特性的試驗(yàn)裝置及計(jì)算方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211715241.5
• 申請(qǐng)日: 2022-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115928813A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王永洪;張玉壘;韓勃;時(shí)二歡;劉洪華;王軍;李兆龍;張傳通;鄭東生;楊彪;崔林;馬鵬程;張啟軍;梁作棟;朱德全
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 青島理工大學(xué);中建中新建設(shè)工程有限公司;青島永元海洋科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E02D33/00
• 分類(lèi)號(hào): E02D33/00;E02D7/20;E02D15/08
• 代理公司: 深圳市爾遜專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 44505
• 代理人: 陳建煥

本發(fā)明提供一種土界面特性的試驗(yàn)裝置及計(jì)算方法。一種土界面特性的試驗(yàn)裝置的計(jì)算方法，包括如下步驟：S1：在模型樁上安裝壓力傳感器，以獲得在沉樁過(guò)程中的徑向有效側(cè)壓力p'；S2：在試驗(yàn)的模型箱中放入砂層；S3：接著在砂層上放入第一個(gè)土層，利用tsubgt;c/subgt;＝p'/σsubgt;cx/subgt;可得第一個(gè)土層的貼緊系數(shù)；S4：在試驗(yàn)裝置中換入第二個(gè)土層，利用tsubgt;c/subgt;＝p'/σsubgt;cx/subgt;可得第二個(gè)土層的貼緊系數(shù)；S5：以此類(lèi)推，利用tsubgt;c/subgt;＝p'/σsubgt;cx/subgt;可得第n個(gè)土層的貼緊系數(shù)；S6：將所得的貼緊系數(shù)進(jìn)行逐段疊加，即可得到一個(gè)完整的靜壓樁沉樁過(guò)程中不同土層的貼緊系數(shù)的變化趨勢(shì)。本發(fā)明符合室內(nèi)試驗(yàn)的實(shí)際應(yīng)用，方法簡(jiǎn)單明確，易于計(jì)算，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性好，實(shí)用性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明領(lǐng)域?qū)儆跇痘A(chǔ)領(lǐng)域，具體涉及一種考慮上覆土重來(lái)獲得樁-土界面特性的試驗(yàn)裝置及計(jì)算方法。

背景技術(shù)

樁基礎(chǔ)在巖土工程領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛，隨我國(guó)的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，樁基礎(chǔ)的在我國(guó)的應(yīng)用也愈加廣泛。樁基礎(chǔ)承載力高，穩(wěn)定性好，沉降量小，適應(yīng)性強(qiáng)。靜壓樁是樁基工程中一種常見(jiàn)的施工方法，靜壓法即使用靜力壓樁機(jī)提供壓樁力，將預(yù)制樁壓樁入土的一種施工方法。靜壓樁在施工時(shí)有無(wú)噪音擾民、無(wú)振動(dòng)影響、無(wú)環(huán)境污染、無(wú)對(duì)樁的沖擊力等諸多優(yōu)點(diǎn)，在對(duì)施工環(huán)境要求較高的城市中非常合適。

在實(shí)際的靜力壓樁過(guò)程中，樁身受力復(fù)雜及對(duì)靜壓樁的理論研究不夠全面深入，對(duì)于樁土界面的一些特性的研究還相對(duì)較少，理論與實(shí)踐方面都有所欠缺，可從室內(nèi)模型試驗(yàn)入手，進(jìn)一步對(duì)靜壓樁的相關(guān)理論展開(kāi)研究。現(xiàn)階段，在室內(nèi)試驗(yàn)中，使用的裝置設(shè)備往往比較小型，難以進(jìn)行一個(gè)實(shí)際工程中的沉樁過(guò)程的模擬，而如何在室內(nèi)試驗(yàn)中模擬出上層土重對(duì)壓樁過(guò)程中樁體的影響，也是試驗(yàn)中的一個(gè)問(wèn)題。無(wú)法準(zhǔn)確模擬實(shí)際沉樁，現(xiàn)有的室內(nèi)試驗(yàn)的結(jié)果往往缺乏準(zhǔn)確性和可靠性。

因此開(kāi)發(fā)一種能夠模擬靜壓樁沉樁過(guò)程的模型試驗(yàn)裝置以獲得樁-土界面特性迫在眉睫，而在此套試驗(yàn)裝置中如何通過(guò)正確的計(jì)算方法模擬出沉樁過(guò)程中的上覆土層的影響和如何表述獲得的樁-土界面的特性則是本發(fā)明的兩大核心問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種通過(guò)預(yù)加載氣囊模擬上覆土重，使得模擬試驗(yàn)可以保持極高的準(zhǔn)確性的土界面特性的試驗(yàn)裝置及計(jì)算方法。

本發(fā)明提供一種土界面特性的試驗(yàn)裝置的計(jì)算方法，包括如下步驟：

S1：在模型樁上安裝壓力傳感器，以獲得在沉樁過(guò)程中的徑向有效側(cè)壓力p'；

S2：在試驗(yàn)的模型箱中放入砂層；

S3：接著在砂層上放入第一個(gè)土層，然后進(jìn)行壓樁過(guò)程，此時(shí)加壓氣囊不工作，模型樁的入土深度為d1，計(jì)算模型樁的入土部分的土重，并記錄其徑向有效側(cè)壓力以及計(jì)算該深度下的水平自重應(yīng)力，利用t_c＝p'/σ_cx可得第一個(gè)土層的貼緊系數(shù)；

S4：在試驗(yàn)裝置中換入第二個(gè)土層，加壓氣囊的壓力為G1，進(jìn)行壓樁，模型樁的入土深度為d2，計(jì)算出模型樁的入土深度土重，并記錄其徑向有效側(cè)壓力以及計(jì)算該深度下的水平自重應(yīng)力，利用t_c＝p'/σ_cx可得第二個(gè)土層的貼緊系數(shù)；

S5：以此類(lèi)推，在試驗(yàn)裝置中換入第n個(gè)土層，加壓氣囊的壓力為之前所有土層的入土深度的總土重，總土重為(G1+G2+…+Gn-1)，進(jìn)行壓樁至其規(guī)定深度，記錄模型樁的徑向有效側(cè)壓力并計(jì)算水平自重應(yīng)力，利用t_c＝p'/σ_cx可得第n個(gè)土層的貼緊系數(shù)；

S6：將所得的貼緊系數(shù)進(jìn)行逐段疊加，即可得到一個(gè)完整的靜壓樁沉樁過(guò)程中不同土層的貼緊系數(shù)的變化趨勢(shì)。