嵌岩桩模型试验装置的制作方法

本实用新型涉及岩土力学试验及桩基础技术领域，更为具体地，涉及一种用于测试嵌岩桩桩侧摩阻力的模型试验装置。

背景技术：

目前，在嵌岩桩模型试验中，大多采用室内相似模型来模拟嵌岩桩工作性状，其主要采用石膏、水泥、砂、水等按一定配比来模拟岩体，这与嵌岩桩实际工作性状存在一定的差异，这将对研究结果造成一定的影响。因此，在室内进行原岩嵌岩桩试验将最大限度达到嵌岩桩实际工作性状。

嵌岩桩在竖向荷载作用下，其承载能力由上覆土层中桩侧摩阻力、嵌岩段桩侧摩阻力和桩端阻力三部分组成。近年来，对嵌岩桩嵌岩段中的桩侧摩阻力的研究一直成为学术上的一大热点问题。由于室内模型试验具有试验周期短、所需经费少和试验难度较小等特点，在研究嵌岩桩桩侧摩阻力方面有着不可替代的作用。因此，开发一种用于测试桩侧摩阻力的嵌岩桩模型装置显得尤为重要。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种嵌岩桩模型试验装置，嵌岩桩在竖向受荷下，只由嵌岩段桩侧摩阻力来提供承载力，得出嵌岩桩沿桩身的侧摩阻力的分布规律、桩顶荷载与桩顶位移关系以及桩身轴力传递规律。

本实用新型提供一种嵌岩桩模型试验装置，包括：底板、测力显示系统、位移测试装置、设在所述底板上的加载系统和混凝土墩台、设置在所述混凝土墩台上的岩块、设置在所述岩块中心位置上的嵌岩桩、设置在所述岩石下方的弹簧，其中，

所述加载系统包括反力架、设置在所述反力架上的千斤顶和用于调节所述千斤顶的调节螺杆，所述测力显示系统包括压力传感器和测力显示仪，所述位移测试装置包括数显千分表和磁性表座；其中，

在所述嵌岩桩上设置有钢垫板，所述压力传感器设置在所述钢垫板和所述千斤顶之间，所述磁性表座对称固定在所述反力架和所述钢垫板上，所述数显千分表对称设置在所述钢垫板上；其中，

所述嵌岩桩的桩底与所述岩块的底部在一个平面上；混凝土墩台用于调节实验空间，并为嵌岩桩的沉降提供空间；所述弹簧用于缓冲所述嵌岩桩的沉降。

此外，优选的结构是，还包括填隙材料，所述填隙材料设置在所述嵌岩桩和所述岩块之间的缝隙中。

此外，优选的结构是，在所述岩块上设置有贯通的钻孔，并且所述岩块的钻孔直径大于所述嵌岩桩的直径。

此外，优选的结构是，所述反力架包括反力架主体和反力架底部斜撑；其中，所述反力架主体包括横梁和与所述横梁相垂直的立柱，所述横梁与所述立柱通过反力架调节螺母相互固定。

此外，优选的结构是，所述千斤顶为分离式液压千斤顶。

从上面的技术方案可知，本实用新型提供的嵌岩桩模型试验装置，借助该嵌岩桩模型试验装置，可以通过竖向加载后，可以得出嵌岩桩沿桩身的侧摩阻力的分布规律、桩顶荷载与桩顶位移关系以及桩身轴力传递规律。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本实用新型实施例的嵌岩桩模型试验装置三维结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例的嵌岩桩模型试验装置的正视图。

其中的附图标记包括：1为反力架，1-1为反力架调节螺母；1-2为反力架底部斜撑；2为千斤顶；3为压力传感器，3-1为测力显示仪；4为磁性表座；5为数显千分表；6为填隙材料；7为嵌岩桩；8为钢垫板；9为岩块；10为混凝土墩台；11为弹簧；12为底板；13为调节螺杆。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。

以下将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。

为了说明本实用新型提供的嵌岩桩模型试验装置的结构，图1和图2分别从不同角度对本实用新型的嵌岩桩模型试验装置的结构进行了示例性标示。具体地，图1示出了根据本实用新型实施例的嵌岩桩模型试验装置三维结构；图2示出了根据本实用新型实施例的嵌岩桩模型试验装置的正视结构。

如图1和图2所示，本实用新型提供的嵌岩桩模型试验装置包括底板12、测力显示系统、位移测试装置、设在所述底板12上的加载系统和混凝土墩台10、设置在所述混凝土墩台10上的岩块9、设置在所述岩块9中心位置上的嵌岩桩7、设置在所述岩石9下方的弹簧11。

具体地，加载系统包括反力架1、调节螺杆13和设置在反力架1上的千斤顶2，千斤顶2为分离式液压千斤顶。所述测力显示系统包括压力传感器3和测力显示仪3-1，所述位移测试装置包括数显千分表5和磁性表座4。

其中，需要说明的是，分离式液压千斤顶的基本原理所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是说，液体各处的压强是一致的，这样在平衡的系统中，比较小的活塞上面施加的压力比较小，而大的活塞上施加的压力也比较大，这样能够保持液体的静止。

在所述嵌岩桩7上设置有钢垫板8，所述压力传感器3设置在所述钢垫板8和所述千斤顶2之间，所述磁性表座4对称固定在所述反力架1和所述钢垫板8上，所述数显千分表5对称设置在所述钢垫板8上，也就是说，所述数显千分表5应对称布置在钢垫板8两侧，处理数据时取二者的平均值作为沉降值，减小不均匀沉降的影响。

所述嵌岩桩7的桩底与所述岩块9的底部在一个平面上；所述混凝土墩台10用于调节实验空间，并为所述嵌岩桩7的沉降提供空间；所述弹簧11用于缓冲所述嵌岩桩7的沉降，防止突然下落伤人。所述填隙材料6设置在所述嵌岩桩7和所述岩块9之间的缝隙中，填隙材料6可以是高标号的砂浆、环氧树脂类、免钉胶或其他胶结剂等。

在本实用新型的实施例中，在所述岩块上设置有贯通的钻孔，所述岩块的钻孔直径大于所述嵌岩桩的直径，也就是说，岩块9中的钻孔要钻通，保证嵌岩桩的承载力只靠桩侧摩阻力来承担。

在本实用新型的实施例中，反力架1包括反力架主体和用于支撑反力架主体的反力架底部斜撑1-2；其中，所述反力架主体包括横梁和与所述横梁相垂直的立柱，所述横梁与所述立柱通过反力架调节螺母1-1相互固定。在本实用新型中，调节螺杆13用于校正千斤顶2。

在本实用新型的实施例中，为了使嵌岩桩在竖向受荷下，只靠嵌岩段桩侧摩阻力来提供承载力，本实用新型提供一种没有桩端阻力的嵌岩桩模型试验装置，利用现场开采的岩块，通过模型试验可以得出桩身各截面的轴力，进而通过力学计算后得到嵌岩段各个桩段的桩侧摩阻力。

从上面的技术方案可知，本实用新型提供的嵌岩桩模型试验装置，借助该嵌岩桩模型试验装置，可以通过竖向加载后，可以得出嵌岩桩沿桩身的侧摩阻力的分布规律、桩顶荷载与桩顶位移关系以及桩身轴力传递规律。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本实用新型提出的嵌岩桩模型试验装置。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的嵌岩桩模型试验装置，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。