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原文传递一种钢管桩桩内侧摩擦阻力测定装置及测定方法

专利名称：	一种钢管桩桩内侧摩擦阻力测定装置及测定方法
摘要：	本发明提供了一种适用于钢管桩桩内侧摩擦阻力测定装置及测定方法，包括外筒、内筒、内筒荷载传感器和应变测试系统，所述应变测试系统包括应变片和内筒荷载传感器；在所述外筒内设置所述内筒，在内筒顶部外筒内设有内筒荷载传感器，在外筒外侧和内筒内侧布设应变片；所述的内筒为外径略小于外筒内径的两端开口圆筒，内筒上部通过内筒荷载传感器紧抵外筒的筒盖板，使得内筒处于轴向预荷载状态。本发明装置可实现大管径钢管桩的桩内和桩外侧摩擦阻力和桩端部承载力的精确测定，定量精确研究桩内土塞效应。
专利类型：	发明专利
申请人：	中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
发明人：	张强;陈永红;骆光杰;周茂强;沈晓雷;尚进;周晓天
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T18:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T22:00:00+0805
申请号：	CN202010100219.4
公开号：	CN111189774A
代理机构：	浙江杭州金通专利事务所有限公司
代理人：	刘晓春
分类号：	G01N19/02;G;G01;G01N;G01N19;G01N19/02
申请人地址：	310014 浙江省杭州市潮王路22号
主权项：	1.一种钢管桩桩内侧摩擦阻力测定装置，其特征在于包括外筒、内筒、内筒荷载传感器和应变测试系统，所述应变测试系统包括应变片和内筒荷载传感器；在所述外筒内设置所述内筒，在内筒顶部外筒内设有内筒荷载传感器，在外筒外侧和内筒内侧布设应变片；所述的外筒包括内径略大于内筒外径的筒身，外筒筒身顶部设有筒盖板；筒盖板可以对内筒施加荷载，并限制内筒向上的位移；由内筒和外筒构成的钢管桩桩身设有刃脚；所述的内筒为外径略小于外筒内径的两端开口圆筒，内筒上部通过内筒荷载传感器紧抵外筒的筒盖板，使得内筒处于轴向预荷载状态。 2.如权利要求1所述的一种钢管桩桩内侧摩擦阻力测定装置，其特征在于所述刃脚设置在外筒的底部，内筒底部紧抵刃脚。 3.如权利要求1所述的一种钢管桩桩内侧摩擦阻力测定装置，其特征在于所述外筒外侧和内筒内侧沿轴向等间隔设置多个应变片。 4.如权利要求1所述的一种钢管桩桩内侧摩擦阻力测定装置，其特征在于所述等间隔设置的多个应变片构成一列，沿筒的周向，外筒外侧和内筒内侧贴有多列应变片，外筒外侧的多列应变片之间，相对应的应变片大致处于同一高度，内筒内侧的多列应变片之间，相对应的应变片大致处于同一高度。 5.如权利要求1所述的一种钢管桩桩内侧摩擦阻力测定装置，其特征在于外筒的应变片和内筒的应变片与应变采集仪相连，内筒荷载传感器与数据采集卡相连；计算机与数据采集卡连接。 6.权利要求3所述钢管桩桩内侧摩擦阻力测定装置测定钢管桩桩内和桩外侧摩擦阻力的方法，其特征在于：将贴有应变片、带有内筒荷载传感器的钢管桩桩身通过对筒盖板施加载荷而打入土体；所述外筒、内筒分别等间距分为若干段，在每段中间位置处设置应变片，通过各个应变片获得内筒和外筒的各段应变量，由内筒和外筒的各段应变量按公式(1)获得钢管桩各段的桩内轴力 Qi＝εiEAi (1) Qi—第i段桩身轴力；εi—第i段应变值；E—桩身材料的弹性模量，当计算桩外侧摩阻力时，为外筒的桩身材料的弹性模量，当计算桩内侧摩阻力时，为内筒的桩身材料的弹性模量；Ai—第i段的桩身横截环形面积，当计算桩外侧摩阻力时，为外筒的第i段的横截面积，当计算桩内侧摩阻力时，为内筒的第i段的横截面积。由内筒和外筒的各段轴力按公式(2)获得钢管桩各段的桩内侧摩擦阻力和桩外侧摩擦阻力，并获得摩擦阻力的分布； fi—第i段桩身侧摩擦阻力；Δεi—第i段与第i+1段的应变差值；R—桩身半径，当计算桩外侧摩阻力时，为外筒的外径，当计算桩内侧摩阻力时，为内筒的内径；Δt—桩身圆筒壁厚，当计算桩外侧摩阻力时，为外筒的壁厚，当计算桩内侧摩阻力时，为内筒的壁厚；Δh—在高度方向上，相邻两个应变片之间的高度差。 7.权利要求6所述的方法，其特征在于：根据获得的钢管桩各段的桩内侧摩擦阻力和桩外侧摩擦阻力，由公式(3)获钢管桩端部承载力： Fend—作用于管桩端部承载力；F总—作用于管桩的总荷载；—内筒总荷载，为内部荷载传感器的测量值；—外筒的第i段外侧摩擦阻力，由式(1)计算得出；—内筒的第i段内侧摩擦阻力，由式(1)计算得出；—外筒第i段的桩身外表面积；—内筒第i段的桩身内表面积；fend—桩底的端部承载阻力；Aend—桩底的总横截环形面积；—外筒第i段的重力；—内筒第i段的重力。
所属类别：	发明专利