顶，13、横撑，14、套筒，15、滚珠，16、地基岩土体，17、抗滑粧粧孔，18、矩形舱。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本发明做进一步的说明。
[0029]参见图1-图3，一种深部地层水平抗力系数原位测试仪，包括升降机构、加载机构、定位机构、测试机构、调平机构和控制器；
[0030]所述升降机构包括设置在抗滑粧粧孔17四周的地基岩土体16上的桁架I，所述桁架I上设有4个卷扬机2，所述卷扬机2通过钢缆3与加载机构的吊环6连接；
[0031]所述加载机构包括设置有吊环6的矩形舱18，所述矩形舱18内设有第一双向液压千斤顶9，所述第一双向液压千斤顶9的两端分别与传力梁10连接，所述传力梁10穿过矩形舱18的开口后与承压板11连接；
[0032]所述定位机构置于加载机构底部，与加载机构刚性连接；所述定位机构包括两台第二双向液压千斤顶12，每台第二双向液压千斤顶12的两端分别与横撑13连接；为了保证第二双向液压千斤顶12与横撑13的平衡，使加载机构更平稳的固定在抗滑粧粧孔17内，可以在第二双向液压千斤顶12和横撑13外套设套筒14，且为减小横撑13与套筒14之间的摩擦力，横撑13的两侧通过滚珠15与套筒14接触；所述套筒14与矩形舱18刚性连接;
[0033]所述测试机构包括应力传感器8和位移传感器7，为了测试数据的准确性，所述应力传感器8置于传力梁10与承压板11之间，所述位移传感器7与传力梁10连接；
[0034]所述调平机构包括设置在矩形舱18上设有滚轮5，滚轮5上设置有钢缆3，钢缆3的一端与第一双向液压千斤顶9 一侧的传力梁10连接，钢缆3的另一端与第一双向液压千斤顶9另一侧的传力梁10连接，所述钢缆3与调平电机4连接，调平电机4通过收放钢缆3调整传力梁10水平，使承压板11与抗滑粧粧孔17孔壁平行接触；
[0035]所述控制器控制卷扬机2、第一双向液压千斤顶9、第二双向液压千斤顶12工作，所述应力传感器8和位移传感器9通过数据线与控制器连接，所述控制器通过控制卷扬机2从而控制加载机构的升降，通过控制第二双向液压千斤顶12从而控制加载机构的定位，通过控制调平电机4，从而控制传力梁10的水平，从而使承压板11与抗滑粧粧孔17孔壁平行接触；控制第一双向液压千斤顶9根据不同的设计应力路径进行试验。应力传感器8和位移传感器7将采集的数据通过数据线传递给控制器，控制器接收上述数据，并在控制器上显示；控制器计算出水平抗力系数，并在控制器的显示器上显示该数据。
[0036]为了减少摩擦力，所述第一双向液压千斤顶9的上下两侧分别设有滚轮5，该滚轮5与矩形舱18的顶面和底面接触；所述矩形舱18的开口处设有滚轮5，该滚轮5与传力梁10的两侧接触。
[0037]定位机构包括两组横撑，分别由两台50kN的第二双向液压千斤顶12驱动，可将加载机构固定在一定深度位置。卷扬机2通过钢缆3与加载机构的矩形舱18的四个角点处的吊环6连接；位于加载机构中间的500kN的第一双向液压千斤顶9安装在矩形舱18内，上下均通过滚轮5与舱内顶面与底面接触，第一双向液压千斤顶9可以在舱内沿左右方向无摩擦滑动。传力梁10 —端由矩形舱18的开口处提供支撑，支撑点上下均通过滚轮5接触，可自由左右滑动，另一端通过钢缆3与矩形舱18上部的滚轮5与调平电机4连接，通过控制调平电机4收放钢缆3，可调整传力梁10的水平状态。
[0038]使用本装置进行试验主要包括设备安装、升降定位、加载试验和数据处理4个步骤，重复这些步骤即可完成不同位置，任意深度地基岩土体水平抗力系数的测试，【具体实施方式】如下:
[0039]1、设备安装
[0040]在粧孔孔口安装桁架I，将卷扬机2固定在桁架I特定位置；组装定位和加载机构各部件，安装应力传感器8与位移传感器7 ;第一双向液压千斤顶9和第二双向液压千斤顶12通过油管与油源连接，应力传感器8与位移传感器7通过数据线与控制器连接；通过钢缆3连接卷扬机2与加载机构的吊环6 ；
[0041]2、升降定位
[0042]启动卷扬机2，将加载机构、定位机构等主体设备吊起并放入粧孔内；通过对四台卷扬机2的协调控制，使加载机构升降至设计待测深度，同时调整加载机构水平；启动定位机构的第二双向液压千斤顶12，使两组横撑13顶住粧孔侧壁，将整个加载机构固定在设计深度；
[0043]3、加载试验
[0044]开启传力梁10的调平电机6，通过控制调平电机6收放钢缆3将两侧传力梁10调整水平，使承压板11与孔壁平行；按照设计应力路径通过控制器施加承压板11荷载，同时实时记录受力岩土体的变形量，获取受力岩土体受力时的变形量随时间变化曲线，以及应力与变形关系曲线；
[0045]4、数据处理
[0046]取地基岩土体应力-应变关系曲线弹性变形阶段的压力与位移数据，通过下列公式计算地基岩土水平抗力系数:
[0047]K = P/AL
[0048]式中，K为地基岩土水平抗力系数(kN/m3) ;P为试验压力(kN) ;A为承压板面积(m2) ;L为该作用力下岩土体的最终水平变形量(m);
[0049]5、获取其他深度的水平抗力系数
[0050]重复步骤2-4，获取不同深度的水平抗力系数。
【主权项】
1.一种深部地层水平抗力系数原位测试仪，其特征在于:包括升降机构、加载机构、定位机构、测试机构、控制器； 所述升降机构包括设置在抗滑粧粧孔四周的地基岩土体上的桁架，所述桁架上设有卷扬机，所述卷扬机通过钢缆与加载机构连接； 所述加载机构包括与所述钢缆连接的矩形舱，所述矩形舱内设有第一双向液压千斤顶，所述第一双向液压千斤顶的两端分别与传力梁连接，所述传力梁穿过矩形舱的开口后与承压板连接； 所述定位机构包括第二双向液压千斤顶，所述第二双向液压千斤顶的两端分别与横撑连接； 所述测试机构包括应力传感器和位移传感器，所述应力传感器置于传力梁与承压板之间，所述位移传感器与传力梁连接； 所述控制器控制卷扬机、第一双向液压千斤顶、第二双向液压千斤顶工作，所述应力传感器和位移传感器通过数据线与控制器连接。2.如权利要求1所述的深部地层水平抗力系数原位测试仪，其特征在于:所述第二双向液压千斤顶和横撑外套设有套筒，且所述横撑的两侧通过滚珠与套筒接触。3.如权利要求1所述的深部地层水平抗力系数原位测试仪，其特征在于:所述深部地层水平抗力系数原位测试仪还包括调平机构，所述调平机构包括设置在矩形舱上设有滚轮，滚轮上设置有钢缆，钢缆的一端与第一双向液压千斤顶一侧的传力梁连接，钢缆的另一端与第一双向液压千斤顶另一侧的传力梁连接，所述钢缆与调平电机连接，调平电机通过收放钢缆调整传力梁水平，使承压板与抗滑粧粧孔孔壁平行接触。4.如权利要求1或3所述的深部地层水平抗力系数原位测试仪，其特征在于:所述第一双向液压千斤顶的上下两侧分别设有滚轮，该滚轮与矩形舱的内部接触。5.如权利要求4所述的深部地层水平抗力系数原位测试仪，其特征在于:所述矩形舱的开口处设有滚轮，该滚轮与传力梁的两侧接触。
【专利摘要】本发明公开了一种深部地层水平抗力系数原位测试仪，包括升降机构、加载机构、定位机构、测试机构、控制器；升降机构包括桁架，桁架上设有卷扬机，卷扬机通过钢缆与加载机构连接；加载机构包括与钢缆连接的矩形舱，矩形舱内设有双向液压千斤顶，双向液压千斤顶的两端分别与传力梁连接，传力梁穿过矩形舱的开口后与承压板连接；定位机构包括双向液压千斤顶，双向液压千斤顶的两端分别与横撑连接；测试机构包括应力传感器和位移传感器，控制器控制卷扬机、双向液压千斤顶工作，应力传感器和位移传感器通过数据线与控制器连接。本发明能直接测试深部地层水平抗力系数，为抗滑桩设计与施工安全提供了保证。
【IPC分类】E02D1/00
【公开号】CN104895037
【申请号】CN201510316027
【发明人】苏爱军, 王菁莪, 刘清秉, 项伟
【申请人】中国地质大学（武汉）
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月10日