[发明专利]一种桩土负摩阻力的测量装置

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种测量含桩土体性能的装置，具体来说，涉及一种桩土负摩阻力的测量装置。

 

背景技术

目前，在国内外桩基负摩阻力室内试验中，土体加载的问题一直没有较好的解决。已有的研究多采用高压空气或者砂土堆载，但是这两种方法都有明显的缺陷。例如，从已有几例采用高压空气对土体加载的负摩阻力试验来看，虽然可以达到较大的土体加载值(>100kPa)，但是需要在密封容器内进行，除试验设备造价不菲外，因容器空间有限，无法进行桩顶加载及相关测试仪器的架设。因此该试验多局限于研究均布土载作用下群桩内外的沉降差，研究内容单一。采用砂土堆载的方法对土体加载则无需在密闭容器内进行，具有较大的测试仪器架设空间，能够对多项试验数据进行采集，但是因为试验箱高度及砂土密度有限，所以模拟的土体堆载值较低(10kPa左右)，造成桩负摩阻力值较低，严重影响试验效果。

 

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种桩土负摩阻力的测量装置，该测量装置利用千斤顶对土体和模型桩加载，可以获得足够的加载压力，保证负摩阻力测量的准确性。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种桩土负摩阻力的测量装置，该测量装置包括含有第一顶梁的第一反力装置、上千斤顶、上载荷板、下载荷板、盛有土体的试验箱体、含有第二顶梁的第二反力装置、模型桩、承台板、下千斤顶、第一位移传感器、应变片、应变采集仪、平衡梁、沉降标和第二位移传感器，其中，所述的第一反力装置、第二反力装置和应变采集仪

位于试验箱体的外侧；下载荷板位于试验箱体中的土体上表面，下载荷板中设有通孔；模型桩的底端位于试验箱体的土体中，模型桩的顶端穿出下载荷板的通孔；承台板位于模型桩上方，且承台板的底面贴覆在模型桩的顶端；下千斤顶固定在承台板顶面，且第二反力装置的第二顶梁位于下千斤顶的上方；上载荷板位于第二反力装置上方，且上载荷板和下载荷板之间通过支撑柱固定连接，上载荷板和下载荷板均呈水平布置；上千斤顶固定在上载荷板顶面，且第一反力装置的第一顶梁位于上千斤顶的上方；平衡梁位于上载荷板与下载荷板之间，且平衡梁固定连接在试验箱体的壁面上；沉降标的底端位于试验箱体的土体中，沉降标的顶端穿出下载荷板的通孔；第一位移传感器位于沉降标的顶部，且第一位移传感器通过磁性表座固定在平衡梁上；第二位移传感器位于承台板的顶面，且第二位移传感器通过磁性表座固定在平衡梁上，第一位移传感器和第二位移传感器分别通过导线与位移采集仪连接；应变片贴覆在模型桩的表面，且应变片通过导线与应变采集仪连接。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1. 利用上千斤顶对土体加载，可以获得足够的加载压力，保证负摩阻力测量的准确性。现有技术中，利用高压空气在密闭环境中对土体加载，其施加的荷载力通常只有100千帕左右。而在本发明中，采用上千斤顶，通过油泵可以实现较大的加载值，模拟的土体表面堆载可以容易的达到几百千帕级别。较大的土表堆载能够引发明显的土体沉降，从而获得显著的桩基负摩阻力。由于土体沉降明显，所以通过应变采集仪、第一位移传感器和第二位移传感器采集的数据更为精准，可以减少仪器测量误差对试验结果影响。

2. 该测量装置无须在密封状态下工作，造价低廉。现有技术中，利用高压空气对土体加载必须在密闭环境中进行，整个测量装置的造价较高。而在本发明中，测量装置中的试验箱体为开放型，无需气密设置，测量装置的主要组成部件：试验箱体、上载荷板、下载荷板、承台板、第一反力装置和第二反力装置，均为价格低廉的钢板制成。测量装置总体构造简单，造价低廉。

3. 测试仪器摆放空间充裕。本发明的测量装置可以根据试验需求，通过改变支撑柱的高度，获得足够的空间，用于平衡梁及第二反力装置的架设，使相关测试仪器能够有足量空间得以摆放，进而使测试项目不因仪器摆放的原因而减少。

4. 荷载可分级精确控制，有利于增强试验效果和提高测量数据的准确性。测量过程中，通过精确的控制上千斤顶的加载值，例如通过高精度液压表控制上千斤顶的加载值，可以精确控制土体加载值。实际工程中，地面堆载常以阶段性分级施加的形式出现，本测量装置可通过上千斤顶分级加载，实现土体的分级堆载作用，从而更好的模拟实际情况，并相对单次土体加载获得更多的试验数据。这有利于增强试验效果和提高测量数据的准确性。

 

附图说明