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原文传递一种测试静钻根植桩桩土接触面摩擦特性的试验装置和试验方法

专利名称：	一种测试静钻根植桩桩土接触面摩擦特性的试验装置和试验方法
摘要：	本发明公开了一种测试静钻根植桩桩土接触面摩擦特性的试验装置和试验方法。所述试验装置包括模型箱、反力梁、加载电机、泡沫垫板和模型桩套筒；模型箱内部依次填有桩端砂土层和桩周砂土层，桩周砂土层内还设有抗压模型桩、抗拔模型桩和土压力传感器，抗压模型桩下方设有一块圆形泡沫垫板；模型桩处埋设有模型桩套筒；所述的模型桩位于模型桩套筒中心处，模型桩套筒与模型桩之间的空间内浇筑有水泥土，同时将模型桩套筒慢慢从砂土层中拔出；水泥土养护到设计龄期后通过加载电机进行加载。本发明装置结构合理，操作简单，可用于研究静钻根植桩受竖向下压和上拔荷载下的桩土接触面摩擦特性，为静钻根植桩桩侧摩擦承载性能的研究提供了一种有效手段。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	浙江大学
发明人：	周佳锦;龚晓南;黄晟
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-01T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-15T00:00:00+0800
申请号：	CN201910585516.X
公开号：	CN110331742A
代理机构：	杭州求是专利事务所有限公司
代理人：	万尾甜;韩介梅
分类号：	E02D33/00(2006.01);E;E02;E02D;E02D33
申请人地址：	310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号
主权项：	1.一种测试静钻根植桩桩土接触面摩擦特性的试验装置，其特征在于：包括方形模型箱(1)、反力梁(2)、抗压桩加载电机(3)、抗拔桩加载电机(4)、泡沫垫板(5)和模型桩套筒(6)，所述模型箱(1)由钢板焊接而成，模型箱侧面焊接工字钢(1-1)以增加模型箱刚度，模型箱底部焊接钢支座(1-2)；所述模型箱(1)内部依次填筑有桩端砂土层(1-3)和桩周砂土层(1-4)；所述桩端砂土层(1-3)上端放置有一块泡沫垫板(5)；所述桩周砂土层(1-4)内部设置有若干竖直的刚性管(1-6)，刚性管(1-6)上固定有若干土压力传感器(1-5)以测量侧向土压力；所述桩周砂土层(1-4)内部还埋设有两个模型桩套筒(6)，其中一个模型桩套筒(6)位于圆形泡沫垫板(5)上，所述的模型桩套筒(6)为内部中空的圆柱体；所述的模型桩套筒(6)中心处分别设置有抗压模型桩(1-7)和抗拔模型桩(1-8)，下方有泡沫垫板(5)的模型桩套筒(6)中设有抗压模型桩(1-7)；所述的抗压模型桩(1-7)以及抗拔模型桩(1-8)和模型桩套筒(6)之间的空间均浇筑有水泥土(1-9)；所述的抗压模型桩(1-7)和抗拔模型桩(1-8)上方分别设有抗压桩加载电机(3)和抗拔桩加载电机(4)，所述的抗压桩加载电机(3)和抗拔桩加载电机(4)分别固定于反力梁(2)的下方和上方，所述的反力梁(2)焊接于模型箱(1)上；所述的抗拔桩加载电机(4)外部设置有钢支架(4-1)；所述的钢支架(4-1)由方形的钢块(4-1-1)和2块钢板(4-1-2)焊接而成，所述的钢块(4-1-1)与抗拔桩加载电机(4)的顶部固定连接，所述的钢板(4-1-2)穿过反力梁(2)上开设的矩形孔，所述的矩形孔与钢板的截面形状相同，且所述的钢板(4-1-2)上开有2个圆孔(4-1-3)；所述的钢支架(4-1)下方设置有钢套箍(4-2)，所述钢套箍(4-2)为中空的圆柱体，该中空圆柱体由2个半圆形钢模具(4-2-1)经螺栓(4-2-4)连接得到，且半圆形钢模具(4-2-1)内部设有一层橡胶层(4-2-3)；所述的钢套箍(4-2)上对称地焊接有两个圆形钢管(4-2-2)，圆形钢管(4-2-2)直径与钢支架(4-1)上的圆孔(4-1-3)直径相同，所述的圆形钢管(4-2-2)穿过该圆孔(4-1-3)。 2.根据权利要求1所述的测试静钻根植桩桩土接触面摩擦特性的试验装置，其特征在于，所述的模型箱(1)侧壁与抗压模型桩(1-7)以及抗拔模型桩(1-8)之间的距离不小于10倍模型桩直径。 3.根据权利要求1所述的测试静钻根植桩桩土接触面摩擦特性的试验装置，其特征在于，所述的抗压模型桩(1-7)和抗拔模型桩(1-8)之间的距离不小于10倍模型桩直径。 4.根据权利要求1所述的测试静钻根植桩桩土接触面摩擦特性的试验装置，其特征在于，所述的模型桩套筒(6)的直径大于抗压模型桩(1-7)和抗拔模型桩(1-8)的直径，且所述的抗压模型桩(1-7)的直径和抗拔模型桩(1-8)的直径相同。 5.根据权利要求1所述的测试静钻根植桩桩土接触面摩擦特性的试验装置，其特征在于，所述的水泥土(1-9)呈液态，为搅拌均匀的水泥土，且其含水率超过土体液限含水量。 6.根据权利要求1所述的测试静钻根植桩桩土接触面摩擦特性的试验装置，其特征在于，抗压桩加载电机(3)的极限加载值为200kN，行程为100mm，抗拔桩加载电机(4)的极限加载值为200kN，行程为200mm。 7.根据权利要求1所述的测试静钻根植桩桩土接触面摩擦特性的试验装置，其特征在于，可同时进行抗压模型桩(1-7)和抗拔模型桩(1-8)的静载试验。 8.一种如权利要求1-7任一项所述的测试静钻根植桩桩土接触面摩擦特性的试验装置的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：在模型箱(1)内填筑砂土，当桩端砂土层(1-3)填筑完成后在抗压模型桩桩端位置处放置一块泡沫垫板(5)，桩周砂土层(1-4)填筑过程中将模型桩套筒(6)预埋在模型桩设定位置，并在泡沫垫板(5)上方放置一个模型桩套筒(6)；将抗压模型桩(1-7)和抗拔模型桩(1-8)放入所述的模型桩套筒(6)中心处，并在下方有泡沫垫板(5)的模型桩套筒(6)中放入抗压模型桩(1-7)；在桩周砂土层(1-4)中埋设若干竖直的刚性管(1-6)，将若干土压力传感器(1-5)固定在刚性管(1-6)上以测量侧向土压力；桩周砂土层(1-4)填筑完成后将搅拌均匀的水泥土(1-9)分别浇筑至模型桩套筒(6)与抗压模型桩(1-7)和抗拔模型桩(1-8)之间的剩余空间内，同时将模型桩套筒(6)从砂土层中取出；待水泥土浇筑完成后，将钢套箍(4-2)套在所述的抗拔模型桩(1-8)上；水泥土养护28天后，分别通过抗压桩加载电机(3)和抗拔桩加载电机(4)对抗压模型桩(1-7)和抗拔模型桩(1-8)进行加载。
所属类别：	发明专利