[发明专利]一种考虑承压水作用下单桩水平承载特性的测试方法

权利要求书

1.一种考虑承压水作用下单桩水平承载特性的测试方法，其特征在于：实现所述测试方法的测试装置包括模型箱、供压系统、水平加载系统和数据采集系统，所述模型箱内铺设模拟场地的箱内土体，所述箱内土体埋设试验桩，所述模型箱设有进水孔和出水孔，所述进水孔位于承压透水土层的上部，所述进水孔与供压箱连通，所述出水孔位于所述承压透水土层的下部，所述出水孔安装泄压阀；所述水平加载系统包括试验桩帽、导向滑轮、牵引绳和砝码，所述试验桩帽安装在所述试验桩的顶面，所述试验桩帽与所述牵引绳的一端连接，所述牵引绳穿过所述导向滑轮，所述牵引绳的另一端与砝码连接，所述导向滑轮安装在所述模型箱上；所述数据采集系统包括位移计、孔隙水压力计和土压力计，所述位移计位于试验桩帽上，所述孔隙水压力计位于承压透水土层内，所述土压力计位于承压水层上的箱内土体内，所述位移计、孔隙水压力计和土压力计与数据采集仪连接；所述模型箱与供压箱之间采用塑料软管连接，模型箱内设有蓄压池，蓄压池与模型箱采用卡槽连接，所述塑料软管一端与所述蓄压池连通；

所述测试方法包括以下步骤：

（1）选择试验桩的桩材、截面形状及对应的试验桩帽；

（2）确定试验桩尺寸；

（3）选择试验土样作为模拟场地的箱内土体，并确定土层厚度；

（4）确定承压水的压力，选择对应供压箱高度；

（5）供压箱和模型箱的连接；

（6）分层铺设土层，埋设试验桩：先分层铺设老黏土，到桩端底部位置时，将已装好应变片的桩体垂直放置在模型箱的中间位置，继续分层铺设桩侧老黏土、砂土和淤泥质黏土，要求分层厚度不大于200mm，且采用承压板和压重堆载进行土样固结，直到变形稳定后去除承压板和压重堆载；

（7）埋设位移计、孔隙水压力计和土压力计；

（8）充水并测试水压；

（9）安放试验桩帽，连接水平加载系统；

（10）确定加载级别，实行分级加载；

（11）确定加载方式进行试验，并同步数据采集；

（12）单桩水平承载力特征值确定：当出现桩身断裂或者水平位移超过40mm或者水平位移急剧增加时终止试验，根据现行规范确定单桩的水平承载力特征值，并获得相应的水土土压力特性；

（13）回收试验用水和土样，拆卸试验装置；

（14）确定单桩水平承载力的特征值，重复步骤（5）~（13），获得一组三根桩水平承载力的特征值，当三根桩极差不超过平均值的30%时，取其平均值作为单桩水平承载力的特征值；

（15）调整承压水的水头高度，重复步骤（4）~（14），获得不同承压水头条件下的单桩水平承载特性的变化规律；

所述供压箱包括箱体、水位标尺线、密封条、水位升降阀和隔离膜，所述水位标尺线刻在箱体上，所述密封条粘接在供压箱上，所述水位升降阀位于密封条的凹槽，所述隔离膜粘接在水位升降阀上，水位升降阀带动隔离膜在密封条内上下滑动；所述步骤（5）中，用塑料软管将供压箱与模型箱连接，再由水源向供压箱供水，检验水压可控性及管路的密闭性。

2.如权利要求1所述的考虑承压水作用下单桩水平承载特性的测试方法，其特征在于：所述步骤（13）中，试验结束后，按先去掉砝码、后回收试验用水，然后再回收土样的顺序进行。

3.如权利要求1所述的考虑承压水作用下单桩水平承载特性的测试方法，其特征在于：所述步骤（13）中，首先把加载的砝码去除，然后切断供水源，关闭进水阀门，打开泄水阀，回收试验用水，再按从上到下的土层顺序回收土样，并拆除测试装置。

4.如权利要求1~3之一所述的考虑承压水作用下单桩水平承载特性的测试方法，其特征在于：所述模型箱的内壁设有卡槽，止水条粘接在模型箱内；所述步骤（6）中，将预先开孔的土工膜穿过试验桩铺设在该分层铺设的土层内，并将其与箱内壁止水条进行热熔连接。

5.如权利要求1~3之一所述的考虑承压水作用下单桩水平承载特性的测试方法，其特征在于：所述试验桩上安装应变片，在所述步骤（6）之前，在试验桩的侧面布置应变片，两侧对称设置。