[发明专利]适用于鼓式离心机的能量桩离心模型实验装置及使用方法

权利要求书

1.一种适用于鼓式离心机的能量桩离心模型实验装置，其特征在于，包括能量桩模型(10)和量测系统；

所述的能量桩模型(10)，主要由混凝土(20)、微型热交换管(18)、应变片和钢筋笼(19)组成；所述的微型热交换管(18)，外部由钢筋笼(19)支撑和包围，钢筋笼(19)外围覆盖和内部填充有混凝土(20)，构成圆柱形能量桩模型(10)的桩身；桩身外侧贴有多个应变片，用于测量桩身应变；桩身的桩头处设置有加载盖板(16)，便于加载和测量桩头位移；所述的能量桩模型(10)插在模型箱(8)内的桩周土体(17)内；所述的模型箱(8)的内侧壁涂有保温材料(14)，防止热量散失；

所述的量测系统，包括位移计(11)、力传感器(12)、微型土压力盒(13)和温度传感器阵列(15)；所述的位移计(11)安装于加载盖板(16)上，测量桩头位移；所述的力传感器(12)套在桩头上，固定在加载盖板(16)上，测量桩头荷载；所述的微型土压力盒(13)布置于桩周土体()17中，位于能量桩模型(10)的一侧和底部，测量桩身周围和桩身底部水平土压和竖向土压的变化值；所述的温度传感器阵列(15)布置于桩周土体(17)中，位于能量桩模型(10)的另一侧，分别距离桩身轴心一倍、二倍、三倍和四倍桩径处，测量桩周土体温度的变化值。

2.根据权利要求1所述的一种适用于鼓式离心机的能量桩离心模型实验装置，其特征在于，所述的能量桩模型(10)，截面为圆形。

3.根据权利要求1或2所述的一种适用于鼓式离心机的能量桩离心模型实验装置，其特征在于，所述的混凝土(20)的强度为C20～C60，进行打磨或者在桩身粘一层细砂，用以改变桩身粗糙度。

4.根据权利要求1或2所述的一种适用于鼓式离心机的能量桩离心模型实验装置，其特征在于，所述的微型热交换管(18)，为聚乙烯材料，埋管形式为U形。

5.根据权利要求3所述的一种适用于鼓式离心机的能量桩离心模型实验装置，其特征在于，所述的微型热交换管(18)，为聚乙烯材料，埋管形式为U形。

6.根据权利要求1、2或5所述的一种适用于鼓式离心机的能量桩离心模型实验装置，其特征在于，所述的保温材料(14)，为复合硅酸镁铝隔热材料。

7.根据权利要求3所述的一种适用于鼓式离心机的能量桩离心模型实验装置，其特征在于，所述的保温材料(14)，为复合硅酸镁铝隔热材料。

8.根据权利要求4所述的一种适用于鼓式离心机的能量桩离心模型实验装置，其特征在于，所述的保温材料(14)，为复合硅酸镁铝隔热材料。

9.一种适用于鼓式离心机的能量桩离心模型实验装置的使用方法，其特征在于，能量桩模型(10)和量测系统放置在模型箱(8)的桩周土体(17)内；鼓式离心机内鼓(2)位于鼓式离心机外鼓(1)的内部，冷热循环水泵(3)位于鼓式离心机外鼓(1)的外部；将两模型箱(8)对称固定于鼓式离心机内鼓(2)中，使两模型箱(8)的中轴线与鼓式离心机操控平台(7)、鼓式离心机作动器(9)的中轴线重合；能量桩模型(10)内的微型热交换管(18)通过旋转接头(6)，分别与冷热循环水泵(3)的出水管(4)和进水管(5)相连接，以改变桩身温度，实现冷热循环。