樁基礎(chǔ)側(cè)摩阻力室內(nèi)試驗裝置及其試驗方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種樁基礎(chǔ)側(cè)摩阻力室內(nèi)試驗裝置及其試驗方法。工程實際中準(zhǔn)確評價分析樁基側(cè)摩阻力具有較強的指導(dǎo)意義。本發(fā)明于試驗底盤上設(shè)置試驗樁，外圈為原狀試樣和側(cè)圍試樣頂面依次有測量頂塊、原狀試樣頂板和側(cè)圍試樣頂板；原狀試樣外圈設(shè)置有壓力室側(cè)壁，圍成的空間為壓力室，壓力室內(nèi)灌注有圍壓液體形成圍壓；試驗樁底面設(shè)置有頂桿活塞，向上加力產(chǎn)生側(cè)壁摩擦，測量頂塊的頂面設(shè)置有壓力表和位移傳感器進行數(shù)據(jù)測量。本發(fā)明利用小成本的室內(nèi)試驗，確定樁土界面關(guān)系，樁身在側(cè)向壓力作用下側(cè)摩阻力的發(fā)揮性狀，試驗成果具有前瞻性，對準(zhǔn)確指導(dǎo)工程設(shè)計和施工具有重要的意義。
【專利說明】粧基礎(chǔ)側(cè)摩阻力室內(nèi)試驗裝置及其試驗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種樁基承載力測試方法，具體涉及一種樁基礎(chǔ)側(cè)摩阻力室內(nèi)試驗裝置及其試驗方法。
【背景技術(shù)】
[0002]樁基礎(chǔ)是現(xiàn)有地基基礎(chǔ)中常用的工程措施，準(zhǔn)確描述確定樁基承載力是工程設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)之一。樁基承載力取決于樁端阻力和樁基側(cè)摩阻力，在豎向荷載作用下樁身材料發(fā)生彈性壓縮變形，如果側(cè)摩阻力不足以抵抗豎向壓力時，樁端阻力才產(chǎn)生作用。為提高樁的承載力，對樁基的側(cè)摩阻力的作用機理及發(fā)揮性狀進行研究具有極其重要的作用。
[0003]我國現(xiàn)行規(guī)范將樁基側(cè)摩阻力看作只與樁周土體性質(zhì)和類型相關(guān)的一個常數(shù)，側(cè)摩阻力系數(shù)通過雙橋靜力觸探方法或經(jīng)驗參數(shù)確定，實際工程中的樁基承載力需要通過試樁的載荷板試驗最終確定。國外一些知名學(xué)者則利用樁周土的力學(xué)性質(zhì)確定側(cè)摩阻力，Tomlinson、Vesic等認(rèn)為樁在粘性土中的側(cè)摩阻力近似等于土的不排水抗剪強度。Chandler將樁周土對樁身的側(cè)向壓力作為承載力設(shè)計參數(shù)，側(cè)向壓力隨樁埋深增大而增大。另外一些學(xué)者的研究認(rèn)為樁的幾何特性、樁土模量比、樁土界面條件等對側(cè)摩阻力有影響。
[0004]綜上所述，在復(fù)雜多變的工工程實際中，準(zhǔn)確評價分析樁基側(cè)摩阻力不僅具有重要的研究價值，對實際工程設(shè)計也具有較強的指導(dǎo)意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種樁基礎(chǔ)側(cè)摩阻力室內(nèi)試驗裝置及其試驗方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中樁基側(cè)摩阻力系數(shù)合理取值的問題，不僅可描述樁身側(cè)摩阻力大小和分布規(guī)律為工程設(shè)計提供可靠的設(shè)計參數(shù)依據(jù)，同時一定程度上確定樁基負摩阻力大小分布。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
樁基礎(chǔ)側(cè)摩阻力室內(nèi)試驗裝置，其特征在于:
設(shè)置有試驗底盤，試驗底盤上方中心處為試驗樁，試驗樁外圈為原狀試樣，原狀試樣外圈為側(cè)圍試樣；
試驗樁頂面設(shè)置有測量頂塊，原狀試樣頂面設(shè)置有原狀試樣頂板，側(cè)圍試樣頂面設(shè)置有側(cè)圍試樣頂板；
原狀試樣外圈設(shè)置有壓力室側(cè)壁，與原狀試樣之間有間隔；壓力室側(cè)壁高于原狀試樣，頂緣設(shè)置有壓力室頂板；壓力室頂板環(huán)周邊緣與試驗底盤之間固定有壓力室螺栓；試驗樁頂面的測量頂塊從壓力室頂板中心穿出；試驗底盤、側(cè)圍試樣、壓力室側(cè)壁、壓力室頂板、原狀試樣頂板、側(cè)圍試樣頂板和測量頂塊圍成的空間為壓力室，壓力室內(nèi)灌注有圍壓液體；試驗樁底面設(shè)置有頂桿活塞，頂桿活塞從試驗底盤中心穿入，頂桿活塞底部為液壓頂桿，液壓頂桿與液壓泵組相接，管路上設(shè)置有微流量計和壓力計；測量頂塊的頂面設(shè)置有壓力表和位移傳感器。
[0007]壓力室與圍壓泵組相接，管路上設(shè)置有圍壓表。
[0008]壓力室頂部、壓力室頂板上設(shè)置有溢流閥。
[0009]原狀試樣頂部連接有進水管，底部設(shè)置有I號排氣閥；
側(cè)圍試樣底部設(shè)置有2號排氣閥。
[0010]試驗底盤上表面設(shè)置有圓形的凸臺，試驗樁、原狀試樣和側(cè)圍試樣均置于凸臺上方，側(cè)圍試樣外壁與凸臺環(huán)周對齊。
[0011]試驗底盤置于平臺形的試驗臺上，試驗底盤底部設(shè)置內(nèi)螺紋，試驗臺頂面設(shè)置有具有外螺紋的的凸臺，試驗底盤旋緊固定于試驗臺。
[0012]試驗臺下方設(shè)置有底座，底座邊緣固定有兩個立柱，試驗臺懸空固定于立柱；
液壓泵組和圍壓泵組置于底座上；
立柱頂端之間設(shè)置有橫梁，壓力表懸掛于橫梁。
[0013]原狀試樣頂板上表面設(shè)置有環(huán)套在測量頂塊外的圓筒，從壓力室頂板穿出；壓力室頂板中心孔緣設(shè)置上凸的環(huán)臺，原狀試樣頂板的圓筒頂緣設(shè)置有環(huán)周的外彎折，套于壓力室頂板的環(huán)臺，并通過螺釘固定；
原狀試樣頂板的圓筒與壓力室頂板之間設(shè)置有密封膠圈。
[0014]原狀試樣外包覆有彈性薄膜；
側(cè)圍試樣和試驗底盤的凸臺外包覆有彈性薄膜。
[0015]樁基礎(chǔ)側(cè)摩阻力室內(nèi)試驗裝置的試驗方法，其特征在于:
由以下步驟實現(xiàn):
步驟一:將頂桿活塞頂面與相鄰試驗底盤頂面調(diào)平，在頂桿活塞頂面上制備圓柱狀的原狀試樣，直徑不大于擬試驗樁徑的4倍，在原狀試樣外包覆彈性薄膜；
步驟二:將側(cè)圍試樣的制樣筒套于試驗底盤的凸臺上，在制樣筒內(nèi)、原狀試樣外圍填筑土樣并夯實，制備側(cè)圍試樣，夯實干密度應(yīng)等于原狀試樣干密度；
步驟三:取出側(cè)圍試樣的制樣筒，將側(cè)圍試樣頂部整平，將側(cè)圍試樣頂板置于頂部，在側(cè)圍試樣和試驗底盤的凸臺外包覆彈性薄膜，底部用橡皮筋扎緊，將原狀試樣和側(cè)圍試樣同時封閉；
步驟四:在試驗底盤上放置壓力室側(cè)壁，并用壓力室螺栓將壓力室頂板與試驗底盤緊固密封；
步驟五:松開原狀試樣頂板和壓力室頂板之間的螺釘，關(guān)閉液壓泵組逆向閥穩(wěn)定液壓頂桿，打開溢流閥，然后開啟圍壓泵組向壓力室內(nèi)注入圍壓液體，壓力室注滿液體后擰緊溢流閥，并逐漸加壓穩(wěn)定到試驗圍壓；
步驟六:在試驗圍壓作用下，打開原狀試樣和側(cè)圍試樣中非飽和土的I號排氣閥和2號排氣閥，并維持穩(wěn)定的固結(jié)壓力8小時，關(guān)閉I號排氣閥和2號排氣閥；飽和土固結(jié)穩(wěn)定后，在I號排氣閥和2號排氣閥上連接孔隙水壓力計，測量試樣內(nèi)部孔隙水壓力；
步驟七:取下測量頂塊，向下垂直在原狀試樣中心鉆孔，鉆至試驗底盤并清孔，孔徑小于測量頂塊直徑；
步驟八:鉆孔完成后，向孔內(nèi)注入模擬樁身的材料，制備試驗樁，注入高度要低于原狀試樣頂板的底面高度，維持穩(wěn)定圍壓14天；
步驟九:待試驗樁樁身強度達到要求后，安置壓力計和位移傳感器，緊固原狀試樣頂板和壓力室頂板之間的螺釘，開始試驗樁樁身側(cè)摩阻力測試試驗；打開液壓泵組，讀取微流量計和壓力計的初值；
步驟十:將預(yù)計樁基承載力分十級，調(diào)節(jié)液壓泵組，分級加壓，微流量計測定樁底位移，樁底位移I小時內(nèi)小于0.0lmm后加下一級壓力；每級壓力下間隔10分鐘分別讀取微流量計、壓力計、壓力表和位移傳感器的值并記錄；當(dāng)樁底位移在兩小時內(nèi)不能穩(wěn)定或壓力表的值大于等于0.5倍壓力計的值時，試驗完成；
步驟十一:整理試驗數(shù)據(jù)，根據(jù)微流量計值計算各級合作作用下樁底位移量，壓力計值計算樁底荷載力，壓力表值計算樁頂反力發(fā)生時間與樁底荷載的關(guān)系；樁體發(fā)生剪切位移破壞后，用壓力計、微流量計測量值繪制樁身荷載-位移曲線圖；
取出試驗樁，量取試樁外徑并計算其平均值，以試樁平均外徑作為剪切破壞面計算直徑分析該級圍壓下樁身側(cè)摩阻力；
步驟十二:通過壓力室注入圍壓液體的兩，進行不同圍壓下的試驗樁樁身側(cè)摩阻力測試。
[0016]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
本發(fā)明利用場地原狀土樣進行樁基的小成本的室內(nèi)試驗，確定樁土界面關(guān)系，樁身在側(cè)向壓力作用下側(cè)摩阻力的發(fā)揮性狀，利用沉降浸水等手段測試樁負摩阻力，不僅在工程設(shè)計前可以給出側(cè)摩阻力參數(shù)取值方法及承載力計算方法，同時也為樁基作用機理的研究提供一個可靠有效的室內(nèi)試驗手段。
[0017]在工程的勘察階段即可針對場內(nèi)原狀土樣進行不同壓力條件下的建筑樁基的室內(nèi)側(cè)摩阻力測試，可以有針對性的描述不同樁基在不同工況條件下的側(cè)摩阻力特性，建立場內(nèi)樁基側(cè)摩阻力分析模型及規(guī)律，不僅試驗成本小，且試驗成果具有前瞻性，對準(zhǔn)確指導(dǎo)工程設(shè)計和施工具有重要的意義。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖2為A-A截面圖。
[0020]圖3為B大樣圖。
[0021 ] 圖中，1-立柱，2-橫梁，3-壓力表，4-位移傳感器，5-測量頂塊，6_原狀試樣頂板，7-密封膠圈，8-進水管，9-壓力室側(cè)壁，10-圍壓液體，11-圍壓表，12-1號排氣閥，13-試驗臺，14-微流量計，15-壓力計，16-液壓泵組，17-圍壓泵組，18-底座，19-壓力室頂板，20-側(cè)圍試樣頂板，21-側(cè)圍試樣，22-原狀試樣，23-試驗樁，24-頂桿活塞，25-試驗底盤，26-2號排氣閥，27-液壓頂桿，28-溢流閥，29-壓力室螺栓。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細的說明。
[0023]本發(fā)明所涉及的一種樁基礎(chǔ)側(cè)摩阻力室內(nèi)試驗裝置，設(shè)置有試驗底盤25，試驗底盤25上方中心處為試驗樁23,試驗樁23外圈為原狀試樣22,原狀試樣22外圈為側(cè)圍試樣21。試驗樁23頂面設(shè)置有測量頂塊5，原狀試樣22頂面設(shè)置有原狀試樣頂板6，側(cè)圍試樣21頂面設(shè)置有側(cè)圍試樣頂板20。
[0024]原狀試樣22外圈設(shè)置有壓力室側(cè)壁9，與原狀試樣22之間有間隔；壓力室側(cè)壁9高于原狀試樣22，頂緣設(shè)置有壓力室頂板19 ;壓力室頂板19環(huán)周邊緣與試驗底盤25之間固定有壓力室螺栓29 ;試驗樁23頂面的測量頂塊5從壓力室頂板19中心穿出；試驗底盤25、側(cè)圍試樣21、壓力室側(cè)壁9、壓力室頂板19、原狀試樣頂板6、側(cè)圍試樣頂板20和測量頂塊5圍成的空間為壓力室，壓力室內(nèi)灌注有圍壓液體10。
[0025]試驗樁23底面設(shè)置有頂桿活塞24，頂桿活塞24從試驗底盤25中心穿入，頂桿活塞24底部為液壓頂桿27，液壓頂桿27與液壓泵組16相接，管路上設(shè)置有微流量計14和壓力計15 ;測量頂塊5的頂面設(shè)置有壓力表3和位移傳感器4。
[0026]壓力室與圍壓泵組17相接，管路上設(shè)置有圍壓表11。壓力室頂部、壓力室頂板19上設(shè)置有溢流閥28。原狀試樣22頂部連接有進水管8，底部設(shè)置有I號排氣閥12 ;側(cè)圍試樣21底部設(shè)置有2號排氣閥26。
[0027]試驗底盤25上表面設(shè)置有圓形的凸臺，試驗樁23、原狀試樣22和側(cè)圍試樣21均置于凸臺上方，側(cè)圍試樣21外壁與凸臺環(huán)周對齊。
[0028]試驗底盤25置于平臺形的試驗臺13上，試驗底盤25底部設(shè)置內(nèi)螺紋，試驗臺13頂面設(shè)置有具有外螺紋的的凸臺，試驗底盤25旋緊固定于試驗臺13。試驗臺13下方設(shè)置有底座18，底座18邊緣固定有兩個立柱2，試驗臺13懸空固定于立柱2 ;液壓泵組16和圍壓泵組17置于底座18上。立柱2頂端之間設(shè)置有橫梁2，壓力表3懸掛于橫梁2。
[0029]原狀試樣頂板6上表面設(shè)置有環(huán)套在測量頂塊5外的圓筒，從壓力室頂板19穿出；壓力室頂板19中心孔緣設(shè)置上凸的環(huán)臺，原狀試樣頂板6的圓筒頂緣設(shè)置有環(huán)周的外彎折，套于壓力室頂板19的環(huán)臺，并通過螺釘固定；原狀試樣頂板6的圓筒與壓力室頂板19之間設(shè)置有密封膠圈7。原狀試樣22外包覆有彈性薄膜；側(cè)圍試樣21和試驗底盤25的凸臺外包覆有彈性薄膜。
[0030]上述樁基礎(chǔ)側(cè)摩阻力室內(nèi)試驗裝置的試驗方法，由以下步驟實現(xiàn):
步驟一:將頂桿活塞24頂面與相鄰試驗底盤25頂面調(diào)平，在頂桿活塞24頂面上制備圓柱狀的原狀試樣22，直徑不大于擬試驗樁徑的4倍，在原狀試樣22外包覆彈性薄膜；步驟二:將側(cè)圍試樣21的制樣筒套于試驗底盤25的凸臺上，在制樣筒內(nèi)、原狀試樣22外圍填筑土樣并夯實，制備側(cè)圍試樣21，夯實干密度應(yīng)等于原狀試樣22干密度；
步驟三:取出側(cè)圍試樣21的制樣筒，將側(cè)圍試樣21頂部整平，將側(cè)圍試樣頂板20置于頂部，在側(cè)圍試樣21和試驗底盤25的凸臺外包覆彈性薄膜，底部用橡皮筋扎緊，將原狀試樣22和側(cè)圍試樣21同時封閉；
步驟四:在試驗底盤25上放置壓力室側(cè)壁9，并用壓力室螺栓29將壓力室頂板19與試驗底盤25緊固密封；
步驟五:松開原狀試樣頂板6和壓力室頂板19之間的螺釘，關(guān)閉液壓泵組16逆向閥穩(wěn)定液壓頂桿27，打開溢流閥28，然后開啟圍壓泵組17向壓力室內(nèi)注入圍壓液體10，壓力室注滿液體后擰緊溢流閥28，并逐漸加壓穩(wěn)定到試驗圍壓；
步驟六:在試驗圍壓作用下，打開原狀試樣22和側(cè)圍試樣21中非飽和土的I號排氣閥12和2號排氣閥26,并維持穩(wěn)定的固結(jié)壓力8小時,關(guān)閉I號排氣閥12和2號排氣閥26 ；飽和土固結(jié)穩(wěn)定后，在I號排氣閥12和2號排氣閥26上連接孔隙水壓力計，測量試樣內(nèi)部孔隙水壓力；步驟七:取下測量頂塊5，向下垂直在原狀試樣22中心鉆孔，鉆至試驗底盤25并清孔，孔徑小于測量頂塊直徑；
步驟八:鉆孔完成后，向孔內(nèi)注入模擬樁身的材料，制備試驗樁23，注入高度要低于原狀試樣頂板6的底面高度，維持穩(wěn)定圍壓14天；
步驟九:待試驗樁23樁身強度達到要求后，安置壓力計3和位移傳感器4，緊固原狀試樣頂板6和壓力室頂板19之間的螺釘，開始試驗樁23樁身側(cè)摩阻力測試試驗；打開液壓泵組16，讀取微流量計14和壓力計15的初值；
步驟十:將預(yù)計樁基承載力分十級，調(diào)節(jié)液壓泵組16，分級加壓，微流量計14測定樁底位移，樁底位移I小時內(nèi)小于0.01mm后加下一級壓力；每級壓力下間隔10分鐘分別讀取微流量計14、壓力計15、壓力表3和位移傳感器4的值并記錄；當(dāng)樁底位移在兩小時內(nèi)不能穩(wěn)定或壓力表3的值大于等于0.5倍壓力計15的值時，試驗完成；
步驟十一:整理試驗數(shù)據(jù)，根據(jù)微流量計14值計算各級合作作用下樁底位移量，壓力計15值計算樁底荷載力，壓力表3值計算樁頂反力發(fā)生時間與樁底荷載的關(guān)系；樁體發(fā)生剪切位移破壞后，用壓力計15、微流量計14測量值繪制樁身荷載-位移曲線圖；
取出試驗樁23，量取試樁外徑并計算其平均值，以試樁平均外徑作為剪切破壞面計算直徑分析該級圍壓下樁身側(cè)摩阻力；
步驟十二:通過壓力室注入圍壓液體10的兩，進行不同圍壓下的試驗樁23樁身側(cè)摩阻力測試。
[0031]上述試驗裝置可進行濕陷性黃土中樁基負摩阻力測試，完成模型樁施工后，將進水口 8外接水源充分浸水，關(guān)閉液壓泵組16，讀取樁基對地板的壓力。
[0032]樁基與樁周土作用關(guān)系與兩者的性質(zhì)緊密相關(guān)，不同組合樁基側(cè)摩阻力發(fā)揮方式也不同，其破壞面有可能是樁周土的剪切破壞，亦有可能是樁基與側(cè)壁的滑動摩擦破壞。例如結(jié)構(gòu)性較強土層中的鉆孔灌注樁，樁基破壞時的平均直徑就要大于鉆孔直徑，而預(yù)制樁的破壞則主要是沿樁基外側(cè)的滑動破壞。故而以單一側(cè)摩阻力或樁周土不排水強度評估樁基均存在一定偏差。
[0033]本發(fā)明采用將樁基模型置于原狀試樣當(dāng)中，近似的模擬了工程中樁基的實際工況，并在原狀試樣外側(cè)增加了側(cè)圍土試樣消除了試驗尺寸效應(yīng)帶來的誤差同時達到圍壓傳遞的效用，可以準(zhǔn)確描述固結(jié)圍壓作用下樁基的工作狀況。在圍壓作用下以豎向液壓桿推動模擬樁基試樣移動，模擬樁基的實際工作狀態(tài)。室內(nèi)試驗不僅可以模擬不同工況、設(shè)備測量精度也高、測量值準(zhǔn)確、成本低、經(jīng)濟可靠，在工程前期即可進行測試從而指導(dǎo)工程設(shè)計。測試結(jié)構(gòu)不僅準(zhǔn)確可靠，而且試驗結(jié)果具有直觀性，對樁基礎(chǔ)破壞規(guī)律的研究也具有重要實用價值。
[0034]現(xiàn)有樁基工程設(shè)計中采用固定側(cè)摩阻力值，即側(cè)摩阻力的大小只與樁周土性質(zhì)有關(guān)，或者利用靜力觸探資料進行修正取值。樁基承載力為側(cè)摩阻力與樁端阻力之和。
【權(quán)利要求】
1.樁基礎(chǔ)側(cè)摩阻力室內(nèi)試驗裝置，其特征在于: 設(shè)置有試驗底盤(25 )，試驗底盤(25 )上方中心處為試驗樁(23 )，試驗樁(23 )外圈為原狀試樣(22)，原狀試樣(22)外圈為側(cè)圍試樣(21)； 試驗樁(23)頂面設(shè)置有測量頂塊(5)，原狀試樣(22)頂面設(shè)置有原狀試樣頂板(6)，側(cè)圍試樣(21)頂面設(shè)置有側(cè)圍試樣頂板(20)； 原狀試樣(22)外圈設(shè)置有壓力室側(cè)壁(9)，與原狀試樣(22)之間有間隔；壓力室側(cè)壁(9)高于原狀試樣(22)，頂緣設(shè)置有壓力室頂板(19);壓力室頂板(19)環(huán)周邊緣與試驗底盤(25)之間固定有壓力室螺栓(29);試驗樁(23)頂面的測量頂塊(5)從壓力室頂板(19)中心穿出；試驗底盤(25)、側(cè)圍試樣(21)、壓力室側(cè)壁(9)、壓力室頂板(19)、原狀試樣頂板(6)、側(cè)圍試樣頂板(20)和測量頂塊(5)圍成的空間為壓力室，壓力室內(nèi)灌注有圍壓液體(10)； 試驗樁(23)底面設(shè)置有頂桿活塞(24)，頂桿活塞(24)從試驗底盤(25)中心穿入，頂桿活塞(24)底部為液壓頂桿(27)，液壓頂桿(27)與液壓泵組(16)相接，管路上設(shè)置有微流量計(14)和壓力計(15);測量頂塊(5)的頂面設(shè)置有壓力表(3)和位移傳感器(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樁基礎(chǔ)側(cè)摩阻力室內(nèi)試驗裝置，其特征在于: 壓力室與圍壓泵組(17)相接，管路上設(shè)置有圍壓表(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的樁基礎(chǔ)側(cè)摩阻力室內(nèi)試驗裝置，其特征在于: 壓力室頂部、壓力室頂板(19)上設(shè)置有溢流閥(28)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的樁基礎(chǔ)側(cè)摩阻力室內(nèi)試驗裝置，其特征在于: 原狀試樣(22)頂部連接有進水管(8)，底部設(shè)置有I號排氣閥(12)； 側(cè)圍試樣(21)底部設(shè)置有2號排氣閥(26)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的樁基礎(chǔ)側(cè)摩阻力室內(nèi)試驗裝置，其特征在于: 試驗底盤(25)上表面設(shè)置有圓形的凸臺，試驗樁(23)、原狀試樣(22)和側(cè)圍試樣(21)均置于凸臺上方，側(cè)圍試樣(21)外壁與凸臺環(huán)周對齊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的樁基礎(chǔ)側(cè)摩阻力室內(nèi)試驗裝置，其特征在于: 試驗底盤(25)置于平臺形的試驗臺(13)上，試驗底盤(25)底部設(shè)置內(nèi)螺紋，試驗臺(13)頂面設(shè)置有具有外螺紋的的凸臺，試驗底盤(25)旋緊固定于試驗臺(13)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的樁基礎(chǔ)側(cè)摩阻力室內(nèi)試驗裝置，其特征在于: 試驗臺(13)下方設(shè)置有底座(18)，底座(18)邊緣固定有兩個立柱(2)，試驗臺(13)懸空固定于立柱(2); 液壓泵組(16)和圍壓泵組(17)置于底座(18)上； 立柱(2)頂端之間設(shè)置有橫梁(2)，壓力表(3)懸掛于橫梁(2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的樁基礎(chǔ)側(cè)摩阻力室內(nèi)試驗裝置，其特征在于: 原狀試樣頂板(6)上表面設(shè)置有環(huán)套在測量頂塊(5)外的圓筒，從壓力室頂板(19)穿出；壓力室頂板(19)中心孔緣設(shè)置上凸的環(huán)臺，原狀試樣頂板(6)的圓筒頂緣設(shè)置有環(huán)周的外彎折，套于壓力室頂板(19)的環(huán)臺，并通過螺釘固定； 原狀試樣頂板(6)的圓筒與壓力室頂板(19)之間設(shè)置有密封膠圈(7)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的樁基礎(chǔ)側(cè)摩阻力室內(nèi)試驗裝置，其特征在于: 原狀試樣(22)外包覆有彈性薄膜；側(cè)圍試樣(21)和試驗底盤(25)的凸臺外包覆有彈性薄膜。
10.樁基礎(chǔ)側(cè)摩阻力室內(nèi)試驗裝置的試驗方法，其特征在于: 由以下步驟實現(xiàn): 步驟一:將頂桿活塞(24)頂面與相鄰試驗底盤(25)頂面調(diào)平，在頂桿活塞(24)頂面上制備圓柱狀的原狀試樣(22)，直徑不大于擬試驗樁徑的4倍，在原狀試樣(22)外包覆彈性薄膜； 步驟二:將側(cè)圍試樣(21)的制樣筒套于試驗底盤(25)的凸臺上，在制樣筒內(nèi)、原狀試樣(22)外圍填筑土樣并夯實，制備側(cè)圍試樣(21)，夯實干密度應(yīng)等于原狀試樣(22)干密度； 步驟三:取出側(cè)圍試樣(21)的制樣筒，將側(cè)圍試樣(21)頂部整平，將側(cè)圍試樣頂板(20)置于頂部，在側(cè)圍試樣(21)和試驗底盤(25)的凸臺外包覆彈性薄膜，底部用橡皮筋扎緊，將原狀試樣(22)和側(cè)圍試樣(21)同時封閉； 步驟四:在試驗底盤(25)上放置壓力室側(cè)壁(9)，并用壓力室螺栓(29)將壓力室頂板(19)與試驗底盤(25)緊固密封； 步驟五:松開原狀試樣頂板(6)和壓力室頂板(19)之間的螺釘，關(guān)閉液壓泵組(16)逆向閥穩(wěn)定液壓頂桿 (27)，打開溢流閥(28)，然后開啟圍壓泵組(17)向壓力室內(nèi)注入圍壓液體(10)，壓力室注滿液體后擰緊溢流閥(28)，并逐漸加壓穩(wěn)定到試驗圍壓； 步驟六:在試驗圍壓作用下，打開原狀試樣(22)和側(cè)圍試樣(21)中非飽和土的I號排氣閥(12)和2號排氣閥(26),并維持穩(wěn)定的固結(jié)壓力8小時,關(guān)閉I號排氣閥(12)和2號排氣閥(26);飽和土固結(jié)穩(wěn)定后,在I號排氣閥(12)和2號排氣閥(26)上連接孔隙水壓力計，測量試樣內(nèi)部孔隙水壓力； 步驟七:取下測量頂塊(5)，向下垂直在原狀試樣(22)中心鉆孔，鉆至試驗底盤(25)并清孔，孔徑小于測量頂塊直徑； 步驟八:鉆孔完成后，向孔內(nèi)注入模擬樁身的材料，制備試驗樁(23)，注入高度要低于原狀試樣頂板(6)的底面高度，維持穩(wěn)定圍壓14天； 步驟九:待試驗樁(23)樁身強度達到要求后，安置壓力計(3)和位移傳感器(4)，緊固原狀試樣頂板(6)和壓力室頂板(19)之間的螺釘，開始試驗樁(23)樁身側(cè)摩阻力測試試驗；打開液壓泵組(16)，讀取微流量計(14)和壓力計(15)的初值； 步驟十:將預(yù)計樁基承載力分十級，調(diào)節(jié)液壓泵組(16)，分級加壓，微流量計(14)測定樁底位移，樁底位移I小時內(nèi)小于0.01mm后加下一級壓力；每級壓力下間隔10分鐘分別讀取微流量計(14)、壓力計(15)、壓力表(3)和位移傳感器(4)的值并記錄；當(dāng)樁底位移在兩小時內(nèi)不能穩(wěn)定或壓力表(3)的值大于等于0.5倍壓力計(15)的值時，試驗完成； 步驟十一:整理試驗數(shù)據(jù)，根據(jù)微流量計(14)值計算各級合作作用下樁底位移量，壓力計(15)值計算樁底荷載力，壓力表(3)值計算樁頂反力發(fā)生時間與樁底荷載的關(guān)系；樁體發(fā)生剪切位移破壞后，用壓力計(15)、微流量計(14)測量值繪制樁身荷載-位移曲線圖； 取出試驗樁(23)，量取試樁外徑并計算其平均值，以試樁平均外徑作為剪切破壞面計算直徑分析該級圍壓下樁身側(cè)摩阻力； 步驟十二:通過壓力室注入圍壓液體(10)的兩，進行不同圍壓下的試驗樁(23)樁身側(cè)摩阻力測試
【文檔編號】E02D33/00GK104074210SQ201410335788
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】于基寧, 李妍, 舒磊, 高志偉, 王向陽, 李響, 孟祥連, 孫良鑫, 辛文棟, 郭剛, 薛寶科 申請人:中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司