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原文传递一种基桩屈曲临界荷载试验装置及方法

专利名称：	一种基桩屈曲临界荷载试验装置及方法
摘要：	本发明公开了一种基桩屈曲临界荷载试验装置及方法，所述试验装置能够对桩端提供铰接、自由、弹性嵌固、固接等基本约束形式，根据试验要求进行配件安装。提出试验过程中采用等应变加载控制法，通过对油压千斤顶进行加载，观察百分表确保每一阶段桩顶沉降Δs值相同，测得反力的值，绘得荷载‑沉降曲线。根据室内试验及对屈曲临界荷载定义的分析，提出了基于荷载‑沉降曲线判断临界荷载判定方法。利用本试验装置测试临界荷载可以避免常规试验装置上端自由的弊端，使试验桩两端可依据试验需求采用不同的支座形式，增强了试验的可操作性及适用性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	河海大学
发明人：	陈龙;朱蕾;陈永辉;牟美奇;陈庚
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201910145386.8
公开号：	CN109778923A
代理机构：	南京经纬专利商标代理有限公司
代理人：	祁文彦
分类号：	E02D33/00(2006.01);E;E02;E02D;E02D33
申请人地址：	211100 江苏省南京市江宁开发区佛城西路8号
主权项：	1.一种基桩屈曲临界荷载试验装置，其特征在于，包括反力架(2)，反力架(2)包括锚桩(2)，锚桩(2)顶部连接支撑板，支撑板上侧设置若干个堆载沙包(1)，支撑板下侧固连固定板一(5)，固定板一(5)下侧通过固定螺栓(3)连接活动板一(6)，固定板一(5)与活动板一(6)之间设置若干个滑动钢珠(4)；活动板一(6)下侧固连加强钢棒(9)，加强钢棒(9)向下穿过固定板二(12)，并与固定板二(12)固连；固定板二(12)的上侧通过磁性表座固定连接百分表(10)，固定板二(12)的下侧通过固定螺栓(3)连接活动板二(14)，试验基桩(15)的桩顶与活动板二(14)连接，试验基桩(15)的底端通过底座支撑于地面；活动板一(6)与固定板二(12)之间设置油压千斤顶(7)，油压千斤顶(7)的伸缩杆与活动板一(6)接触，油压千斤顶(7)的底端固设于固定板二(12)上，油压千斤顶(7)的底端与固定板二(12)之间设置反力计(11)，油压千斤顶(7)上设置油压表。 2.根据权利要求1所述的一种基桩屈曲临界荷载试验装置，其特征在于，加强钢棒(9)与固定板二(12)之间的连接处设置滑动钢珠(4)。 3.根据权利要求2所述的一种基桩屈曲临界荷载试验装置，其特征在于，固定板二(12)的四角各开设有一个孔，加强钢棒(9)穿过孔与固定板二(12)固连。 4.根据权利要求2所述的一种基桩屈曲临界荷载试验装置，其特征在于，沿固定板二(12)的两边各开设有一排孔，加强钢棒(9)穿过孔与固定板二(12)固连。 5.根据权利要求1所述的一种基桩屈曲临界荷载试验装置，其特征在于，油压千斤顶(7)的两边各有一个百分表(10)，百分表(10)和反力计(11)均与数据采集终端连接。 6.一种基桩屈曲临界荷载的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，油压千斤顶(7)和反力计(11)的安装；以固定板二(12)为中心，从下往上依次设置反力计(11)、油压千斤顶(7)、活动板一(6)、固定板一(5)、反力架(2)，并注意保持反力计(11)和油压千斤顶(7)在一条垂直线上，在活动板一(6)上安装加强钢棒(9)，调整油压千斤顶(7)，使加强钢棒(9)穿过固定板二(12)；步骤二，桩顶嵌固形式的设置：①、当要求桩顶上部铰接时，将固定板一(5)与活动板一(6)之间的固定螺栓(3)锁紧，活动板二(14)选用带弧度的钢板，用固定螺栓(3)将固定板二(12)与活动板二(14)锁紧，试验基桩(15)的桩顶加工成与活动板二(14)配合的弧度；②、当要求桩顶上部固接时，将固定板一(5)与活动板一(6)之间的固定螺栓(3)锁紧，活动板二(14)选用带套筒的钢板，用固定螺栓(3)将固定板二(12)与活动板二(14)锁紧；③、当要求桩顶上部弹性嵌固时，将固定板一(5)与活动板一(6)之间的固定螺栓(3)拔掉，活动板二(14)选用带套筒的钢板，用固定螺栓(3)将固定板二(12)与活动板二(14)锁紧；④、当要求桩顶上部自由时，将固定板一(5)与活动板一(6)之间的固定螺栓(3)拔掉，活动板二(14)选用带弧度的钢板，用固定螺栓(3)将固定板二(12)与活动板二(14)锁紧，试验基桩(15)的桩顶加工成与活动板二(14)配合的弧度；步骤三，沉降观测设备的安装；把百分表(10)通过磁性表座固定在固定板二(12)上，将其连接到数据采集终端，并调整其位置，使其能准确测量固定板二(12)的沉降量；步骤四，试验基桩(15)的安装；将试验基桩(15)的底端稳定放置于底座的凹槽内，保证试验基桩(15)桩体垂直，如果试验基桩(15)的桩顶带有弧度，将试验基桩(15)的桩顶用固定环(13)锁在活动板二(14)上，保证桩顶没有横向位移；步骤五，预接触；在正式加载前，使得千斤顶与反力架(2)进行接触；步骤六，分级加载；确定每级沉降值Δs进行等应变加载，通过对油压千斤顶(7)进行逐级加载，观察百分表(10)，确保每一阶段桩顶沉降Δs值相同，通过反力计(11)读出反力的值，当荷载稳定后，施加下一级荷载，当出现加载后桩顶荷载增加较小或者震荡变化时，停止加载；步骤七，分级卸载；根据桩顶应力进行分级卸载，同时采用终端记录荷载、沉降全过程，确定最终残余沉降量；步骤八，试验结果分析及屈曲临界荷载判定：首先根据基桩屈曲的破坏条件初步判断基桩发生屈曲破坏的可能性；再根据获得的荷载沉降曲线判定屈曲临界荷载：对于两端嵌固桩，在试验开始阶段，桩顶荷载随着桩顶沉降的增加逐步增加，逐渐接近屈曲临界荷载；对于两端铰接桩，当竖向荷载达到屈曲临界荷载后，在等应变加载形式下随着桩顶沉降的增加，桩顶荷载会略有增加并逐渐降低，最终在屈曲临界荷载周围震荡；但是由于桩身材料为混凝土桩，桩身中间发生横向位移即导致桩身破坏，桩顶荷载会进一步降低，根据前几次加载获得的荷载-沉降曲线进行拟合，拟合曲线应符合荷载随沉降逐渐增大并趋于稳定的形式，以最终竖向荷载稳定的大小确定其屈曲临界荷载。 7.根据权利要求6所述的一种基桩屈曲临界荷载的测试方法，其特征在于，破坏条件包括桩身细长比、桩端稳定持力层和桩侧土体。
所属类别：	发明专利