一种模拟与测试桩端不同承载作用的装置及方法与流程

文档序号:12169653阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种模拟与测试桩端不同承载作用的装置,其特征在于:包括模型试验箱、模型桩、弹簧组合结构、第一组传感器和第二组传感器,所述模型桩、弹簧组合结构、第一组传感器和第二组传感器置于所述模型试验箱内;所述弹簧组合结构包括上支撑面、下支撑面及抵顶于所述上支撑面和下支撑面之间的至少一个弹簧,所述弹簧组合结构弹性承载所述模型桩,所述第一组传感器置于所述模型桩的底部,所述第二组传感器置于所述模型桩的顶部。

2.根据权利要求1所述的模拟与测试桩端不同承载作用的装置,其特征在于:所述弹簧为n个,每个弹簧对应的弹性系数分别为k1、k2、k3…kn;所述弹簧的个数及每个弹簧对应的弹性系数通过公式k=K·A和数学模型k=k1+k2+k3+…+kn得到;其中,k为所述弹簧组合结构的弹簧总弹性系数,K为桩底岩土体的基床系数,A为所述模型桩的桩端面积。

3.根据权利要求2所述的模拟与测试桩端不同承载作用的装置,其特征在于:包括至少四根弹性系数相同的弹簧或其等效弹簧组,所述弹簧或其等效弹簧组以所述上支撑面的中心为基准等角度等距离环绕设置。

4.根据权利要求3所述的模拟与测试桩端不同承载作用的装置,其特征在于:所述上支撑面包括至少一个上圆环,所述下支撑面包括至少一个下圆环,所述弹簧的两端分别连接与所述弹簧对应的上圆环和下圆环,所述弹簧、上圆环和下圆环形成至少一个弹簧环。

5.根据权利要求3所述的模拟与测试桩端不同承载作用的装置,其特征在于:组成所述等效弹簧组的至少两根弹簧相互之间为并列设置或套合设置。

6.根据权利要求4所述的模拟与测试桩端不同承载作用的装置,其特征在于:还包括桩端支撑板,其设置于所述弹簧组合结构与模型桩之间,且所述第一组传感器置于所述桩端支撑板的上板面。

7.根据权利要求6所述的模拟与测试桩端不同承载作用的装置,其特征在于:所述弹簧的自由长度相等。

8.根据权利要求1-7任一项所述的模拟与测试桩端不同承载作用的装置,其特征在于:所述第一组传感器包括第一位移传感器和第一载荷传感器,所述第二组传感器包括第二位移传感器和第二载荷传感器。

9.一种模拟与测试桩端不同承载作用的方法,其特征在于,步骤如下:

S1:试验准备阶段,

S11、根据实际桩端岩土体的基床系数K、模型桩的桩端面积A,利用公式k=K·A计算得到弹簧组合结构的弹簧总弹性系数k;

S12、通过数学模型k=k1+k2+k3+…+kn,得到所需弹簧的个数及每个弹簧对应的弹性系数;其中,n为弹簧组合结构所需的弹簧的个数,k1、k2、k3…kn为每个弹簧对应的弹性系数;

S13、组装所述弹簧组合结构,所述弹簧组合结构包括上支撑面、下支撑面及抵顶于所述上支撑面和下支撑面之间的n个弹簧;

S2:试验安装阶段,

S21、将组装好的所述弹簧组合结构放入模型试验箱,于所述弹簧组合结构的上支撑面上设置第一组传感器;

S22、把模型桩吊入,所述模型桩置于所述弹簧组合结构上;

S23、往所述模型试验箱中分层填土,分层压密夯实直至土体达到所述模型桩的顶部;

S24、在所述模型桩的顶部设置第二组传感器;

S3:试验加载阶段,利用反力架和千斤顶对所述模型桩的顶部施加荷载;

其中,所述第一组传感器包括第一位移传感器和第一载荷传感器,所述第二组传感器包括第二位移传感器和第二载荷传感器。

10.根据权利要求9所述的模拟与测试桩端不同承载作用的方法,其特征在于:在所述试验安装阶段,在将所述模型桩临时固定之后,且在往所述模型试验箱中分层填土之前,在所述弹簧组合结构外侧缠绕一圈或多圈柔性材料形成围护。

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