[发明专利]一种测试管桩与注浆土体之间静力剪切特性的试验装置及方法

权利要求书

1.一种测试管桩与注浆土体之间静力剪切特性的试验装置，包括管桩模型试验箱、监测系统和加载机构，其特征在于：

所述管桩模型试验箱包括箱体、设置在箱体内的管桩、用于填充箱体的土体、设置在管桩外圆周上的水泥浆；所述管桩底部设置有支承部；

所述监测系统包括设置在管桩上部的位移传感器、设置在加载机构上的压力传感器、以及设置在所述管桩外表面的一排或一排以上的应变花组；所述应变花组沿所述管桩圆周方向均匀分布；

所述应变花组包括沿所述管桩中心轴方向均匀分布的若干应变花，所述应变花连接有自动记录仪。

2.根据权利要求1所述测试管桩与注浆土体之间静力剪切特性的试验装置，其特征在于：所述支承部为压缩板或塑料泡沫板。

3.根据权利要求1所述测试管桩与注浆土体之间静力剪切特性的试验装置，其特征在于：所述加载机构包括设置在所述管桩顶部的桩帽、船筏和水平放置于船筏上的主梁，所述船筏的数量为偶数且对称分布于管桩轴线的两侧，所述船筏与所述主梁活动连接，所述桩帽与主梁之间设置有千斤顶，所述千斤顶的轴心线与所述主梁的重心线相互重合。

4.根据权利要求3所述测试管桩与注浆土体之间静力剪切特性的试验装置，其特征在于：所述船筏沿竖直方向设置有开口固定孔，所述主梁在背离船筏一侧设置有小梁，所述小梁上设置有与所述开口固定孔同轴的连接孔，贯穿所述开口固定孔和连接孔设置有螺栓，所述船筏和主梁通过所述小梁和螺栓活动连接。

5.根据权利要求4所述测试管桩与注浆土体之间静力剪切特性的试验装置，其特征在于：所述船筏上堆载有配重块。

6.根据权利要求5所述测试管桩与注浆土体之间静力剪切特性的试验装置，其特征在于：所述配重块为水泥砼块、钢块或沙袋。

7.根据权利要求1所述测试管桩与注浆土体之间静力剪切特性的试验装置，其特征在于：所述加载机构为压力试验机。

8.一种测试管桩与注浆土体之间静力剪切特性的方法，其步骤包括：

(1)将管桩放置在箱体内，并且在管桩底部放置支承部；

(2)在管桩外套设与管桩对应的钢套筒，钢套筒内表面与管桩外表面之间预留用于灌注水泥浆的空隙；所述管桩外表面贴有若干应变花；管桩顶部设置有位移传感器；

(3)用土体填充箱体，并且将土体夯实；

(4)在管桩外套设与管桩对应的钢套筒，钢套筒内表面与管桩外表面之间预留用于灌注水泥浆的空隙；所述钢套筒的内径比所述管桩的外径大20mm～100mm，可根据试验研究的需要制作不同厚度的水泥注浆体；

(5)在管桩与钢套筒之间灌注水泥浆，并且一边灌注水泥浆一边拔出钢套筒或在水泥浆初凝前拔出所述钢套筒；

(6)加载机构从上部通过承压板对管桩施加竖向压力，逐步增加压力，直到管桩与周围水泥注浆体之间发生剪切破坏；所述加载机构上设置有压力传感器；

(7)记录所述应变花、位移传感器和压力传感器的数据。

9.根据权利要求8所述测试管桩与注浆土体之间静力剪切特性的方法，其特征在于：所述装有混凝土管桩的箱体在加载机构施加压力之前，静置多于28天的凝固时间。

10.根据权利要求8所述测试管桩与注浆土体之间静力剪切特性的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的支承部为压缩板或塑料泡沫板。