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原文传递一种可控制土体温度的模型桩试验仪及其试验方法

专利名称：	一种可控制土体温度的模型桩试验仪及其试验方法
摘要：	本发明涉及一种可控制土体温度的模型桩试验仪及其试验方法，包括：底部板、外圈侧板、内圈侧板、侧板温控管组件、顶盖、桩模型；在外圈侧板、内圈侧板之间圆环形空隙中设置侧板温控管组件，所述侧板温控管组件包括：自上而下平行设置的多个环状的侧板温控管；在圆环形空隙中的各层侧板温控管之间还设置有绝热板；每个侧板温控管的外侧均连接有独立的进液管以及出液管，所述进液管以及出液管与循环液系统连接，通过循环液系统来调节各层侧板温控管中的循环液的温度。采用本发明的模型桩试验仪及其试验方法，能够模拟土体在不同温度变化路径下的情形，对上述情形下的桩土力学行为进行研究。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	温州大学
发明人：	吴则祥;余闯;涂冬媚;杨昱
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201910222516.3
公开号：	CN109883837A
代理机构：	北京权智天下知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	王新爱
分类号：	G01N3/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	325200 浙江省温州市瓯海区东方路38号温州市大学科技园
主权项：	1.一种可控制土体温度的模型桩试验仪，其特征在于，包括：底部板、外圈侧板、内圈侧板、侧板温控管组件、顶盖、桩模型；外圈侧板、内圈侧板安装在底部板上，顶盖与外圈侧板连接；土体填充在内圈侧板之间，桩模型置于土体中；底外圈侧板、内圈侧板的水平横截面均为圆形，且两者圆心为同一点；在外圈侧板、内圈侧板之间圆环形空隙中设置侧板温控管组件，所述侧板温控管组件包括：自上而下平行设置的多个环状的侧板温控管；在圆环形空隙中的各层侧板温控管之间还设置有绝热板；每个侧板温控管的外侧均连接有独立的进液管以及出液管，所述进液管以及出液管与循环液系统连接，通过循环液系统来调节各层侧板温控管中的循环液的温度。 2.如权利要求1所述的一种可控制土体温度的模型桩试验仪，其特征在于，外圈侧板向外伸出第一水平环状连接板，在外圈侧板与内圈侧板之间的顶部区域也连接固定有第二水平环状连接板；所述第一水平环状连接板、所述第二水平环状连接板设置有螺纹孔；在顶盖上设置有与所述第一水平环状连接板、所述第二水平环状连接板的螺纹孔相应对的螺纹孔；顶盖与第一水平环状连接板、所述第二水平环状连接板，通过相对应的螺栓孔、以及螺栓螺母组件固定连接在一起；在顶盖的下端固定连接有所述顶盖温控管组件以及土体顶部应力调节板；所述顶盖温控管组件与顶盖、土体顶部应力调节板连接在一起；土体顶部应力调节板的下表面设置有顶部膜；所述顶盖温控管组件采用可膨胀非透水型膜制成；在顶盖温控管组件的顶盖温控管中通入循环液体来实现温度，顶盖温控管组件为多个同心圆的顶盖温控管构成。 3.如权利要求1或2所述的一种可控制土体温度的模型桩试验仪，其特征在于，土体顶部应力调节板的中心设置有孔，以便于颈部环穿过，颈部环压在顶部膜上，其外侧与土体顶部应力调节板的中心孔的内侧接触；在顶盖上也开设有圆形螺纹孔，在上述圆形螺纹孔中安装有孔桩管引导管箍，桩管引导管箍与桩模型的桩径适配，桩模型依次穿过桩管引导管箍、以及颈部环，然后进入土体中。 4.如权利要求3所述的一种可控制土体温度的模型桩试验仪，其特征在于，桩管引导管箍的内部设置有滑珠，滑珠与桩模型接触。 5.如权利要求3所述的一种可控制土体温度的模型桩试验仪，其特征在于，还包括：透水结构层、排水阀，透水结构层在底部板的上部、且设置于在内圈侧板之间，在底部板中设置排水管，在排水管伸出底部板的区域设置有排水阀；在透水结构层的上部设置有底部膜，在内圈侧板的内表面设置有侧部膜。 6.如权利要求5所述的一种可控制土体温度的模型桩试验仪，其特征在于，土体设置在底部膜、侧部膜之间，在土体的上部还设置有顶部膜；底部膜、侧部膜、顶部膜均采用乳胶膜。 7.如权利要求6所述的一种可控制土体温度的模型桩试验仪，其特征在于，桩模型上部与加载系统连接，加载系统包括：龙门吊、动力伸缩杆；在龙门吊的横梁下部设置有移动平台，移动平台的下部固定设置有动力伸缩杆，动力伸缩杆的下端设置有安装孔，所述桩模型的顶部设置有桩帽安装件，桩帽安装件通过螺纹连接于动力伸缩杆的下端的安装孔内。 8.如权利要求7所述的一种可控制土体温度的模型桩试验仪，其特征在于，在桩模型的内部设置有桩模型温控管组件；桩模型温控管组件与循环液系统连通。 9.使用如权利要求7所述一种可控制土体温度的模型桩试验仪的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：第一，土体埋设：分层填筑土体，其在土体中按照预设高度埋设温度传感器，以测量土体中温度应力场分布；在土体顶端还设置有沉降传感器，以测量土表面的沉降情况；第二，土体填筑完成后，将顶盖安装在内圈侧板、外圈侧板上；第三，通过控制系统，将顶盖温控管组件开启、侧板温控管组件开启，使得土体温度场为预设的初始温度场；第四，压桩：采用静力压桩的过程，调节移动平台，使得桩模型的尖端垂直对准桩位中心，再启动动力伸缩杆，将桩模型压至预定深度；第五，压桩完成后，控制系统发送指令，调整顶盖温控管组件、侧板温控管组件，使得土体的温度路径按照预设的工况运行，最后进行静荷载试验。 10.使用如权利要求8所述一种可控制土体温度的模型桩试验仪的工作方法，其包括以下步骤：第一，土体埋设：分层填筑土体，其在土体中按照预设高度埋设温度传感器，以测量土体中温度应力场分布；在土体顶端还设置有沉降传感器，以测量土表面的沉降情况；第二，土体填筑完成后，将顶盖安装在内圈侧板、外圈侧板上；第三，通过控制系统，将顶盖温控管组件开启、侧板温控管组件开启，使得土体温度场为预设的初始温度场；第四，压桩：采用静力压桩的过程，调节移动平台，使得桩模型的尖端垂直对准桩位中心，再启动动力伸缩杆，将桩模型压至预定深度；压桩结束后，打开排水阀；第五，压桩完成后，控制系统发送指令，调整顶盖温控管组件、侧板温控管组件、底部温控管组件、桩模型温控管组件中的每条温控管的温度，使得土体以及桩模型的温度路径按照预设的工况运行，最后进行静荷载试验。
所属类别：	发明专利