预应力混凝土管桩水平承载特性试验模型及数据测试方法
【专利摘要】本发明具体公开了一种预应力混凝土管桩水平承载特性试验模型及数据测试方法，包括一个模型槽、承台和模型桩，在所述的模型槽的上方设有与其连接的且对承台实施垂直力的竖向加载系统，内侧设有与其连接的且对承台实施水平力的水平加载系统，所述的模型桩的上端嵌入到承台中，且在所述的承台和模型桩上设有监测装置。本发明试验模型及方法不仅能够进行桩基单、群桩水平承载特性的模型试验，而且能够研究群桩同时承受竖向荷载和水平荷载时的工作性状。并且本发明模型能够自行拆装，可重复使用，亦能够模拟渗流稳定、注浆机理、边坡稳定等各种室内模型试验。
【专利说明】预应力混凝土管粧水平承载特性试验模型及数据测试方法
【技术领域】
[0001]本 发明涉及一种土建试验模型及方法，尤其是一种建筑结构预应力混凝土管桩的水平承载特性试验模型及数据测试方法。
【背景技术】
[0002]预应力混凝土管桩的水平承载特性研究主要包括管桩单桩的水平承载特性研究、管桩群桩的水平承载特性研究以及管桩群桩承受竖向荷载作用下的水平承载特性研究。由于桩基属于地下工程，不确定因素较多，现场试验受工程的建设工期、环境因素、人为因素的影响，难以全面的多工况的分析研究桩基的承载特性。因此现阶段对于桩基础的研究主要依赖于数值计算、理论分析等方法。但是数值计算等方法受物理参数和本构模型的影响较大，因此计算结果的真实性和精确性难以判定，有时结果跟工程实际相差很大。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种能够较好地控制桩基荷载试验的荷载条件要求，更真实地模拟桩基的实际工作状况，探究管桩单桩和群桩在水平荷载作用下承载特性的试验装置。
[0004]本发明采用的技术方案如下:
[0005]预应力混凝土管桩水平承载特性试验模型，包括一个模型槽，所述的模型槽内设有用于承载模型桩的承台，且模型桩的上端嵌入到承台中；在所述的模型槽的上方设有一个与反力架相连的且对承台实施垂直力的竖向液压加载系统，模型槽内侧设有与其连接的且对承台实施水平力的水平液压加载系统，且在所述的承台、模型桩和加载系统上设有监测装置。
[0006]所述的监测装置为设置于承台上的千分表和设置于模型桩上的应变片。
[0007]所述的竖向加载系统包括载油压千斤顶1、设置于千斤顶I端部的压力传感器I和竖向反力架，所述的竖向反力架活动安装在与其连接的模型槽的顶部，且载油压千斤顶I的竖向安装在竖向反力架的顶部。
[0008]所述的水平加载系统包括载油压千斤顶II和设置于千斤顶端部的压力传感器II，所述的载油压千斤顶II水平安装在与其连接的模型槽的上。
[0009]所述模型槽包括多个通过螺栓连接在一起的钢板焊接框架单元，在所述的焊接框架单元内嵌有钢化玻璃，所述的钢化玻璃中间部位设置有与外界相通的直径为40_的排水孔；
[0010]所述模型桩为有机玻璃管桩，在其外侧粘贴有电阻应变片。
[0011]利用所述的预应力混凝土管桩水平承载特性试验模型的数据测试方法，如下:
[0012]步骤1、测试承台地面处水平位移
[0013]在承台的侧面上、下各设一个千分表，利用千分表测量模型桩顶部水平位移量，根据式(I)计算水平荷载作用下模型桩顶部的转角Θ ^，则模型桩在地面处水平位移按式(2)或式(3 )计算；
[0014]
【权利要求】
1.预应力混凝土管桩水平承载特性试验模型，其特征在于:包括一个模型槽，所述的模型槽内设有用于承载模型桩的承台，且模型桩的上端嵌入到承台中；在所述的模型槽的上方设有一个与反力架相连的且对承台实施垂直力的竖向液压加载系统，模型槽内侧设有与其连接的且对承台实施水平力的水平液压加载系统，且在所述的承台、模型桩和加载系统上设有监测装置。
2.如权利要求1所述的预应力混凝土管桩水平承载特性试验模型，其特征在于:所述的监测装置为设置于承台上的千分表、设置于模型桩上的应变片、设置于模型桩周围的土压力盒。
3.如权利要求1所述的预应力混凝土管桩水平承载特性试验模型，其特征在于:所述的竖向液压加载系统包括载油压千斤顶I，所述的载油压千斤顶I竖向安装在反力架上，所述的反力架安装在承台的顶部；且在千斤顶I端部设有压力传感器I。
4.如权利要求1所述的预应力混凝土管桩水平承载特性试验模型，其特征在于:所述的水平液压加载系统包括载油压千斤顶II，所述的载油压千斤顶II水平安装在与其连接的模型槽的内壁上，且在千斤顶II端部设有压力传感器II。
5.如权利要求1所述的预应力混凝土管桩水平承载特性试验模型，其特征在于:所述模型槽包括多个连接在一起的钢板框架单元，在所述的框架单元内嵌有钢化玻璃。
6.如权利要求5所述的预应力混凝土管桩水平承载特性试验模型，其特征在于:所述的钢化玻璃中间部位设置有与外界相通的排水孔。
7.如权利要求1所述的预应力混凝土管桩水平承载特性试验模型，其特征在于:所述模型桩为有机玻璃管桩，在其外侧粘贴有电阻应变片。
8.利用如权1-权7所述的任一预应力混凝土管桩水平承载特性试验模型的数据测试方法，其特征在于:如下: 步骤1、测试承台地面处水平位移 在承台的侧面上、下各设一个千分表，利用千分表测量模型桩顶部水平位移量，根据式(I)计算水平荷载作用下模型桩顶部的转角Θ ，则模型桩在地面处水平位移按式(2)或式(3)计算;
【文档编号】E02D33/00GK103898929SQ201410142805
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2014年4月10日
【发明者】王基文, 宋修广, 亓乐, 张宏博, 任宪骏, 庄培芝, 杨庆义, 周志东, 岳红亚, 吴建清 申请人:山东电力工程咨询院有限公司