预应力混凝土管桩水平承载特性试验模型的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种预应力混凝土管桩水平承载特性试验模型，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。本实用新型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。
【专利说明】预应力混凝土管粧水平承载特性试验模型
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种土建试验模型，尤其是一种建筑结构预应力混凝土管桩的承载特性试验模型。
【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。
实用新型内容
[0003]本实用新型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]本实用新型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、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。
[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。
[0010]所述的钢化玻璃中间部位设置有与外界相通的直径为40mm的排水孔。
[0011 ] 所述模型桩为有机玻璃管桩，在其外侧粘贴有电阻应变片。
[0012]本实用新型的有益效果如下:
[0013]该模型不仅能够对数值计算的结果准确性进行验证，而且操作简便、可调控性高、避免了现场试验的局限性。本实用新型试验模型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。并且本实用新型模型能够自行拆装，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。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1模型槽立体图
[0015]图2是模型试验加载系统剖面图。
[0016]图3是模型试验监测系统和模型桩剖面图。
[0017]图中:1模型槽、2竖向反力架、3水平加载系统、4竖向加载系统、5压力传感器、6承台、7模型桩、8砂土、9千分表、10 土压力盒、11应变片。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型进行详细说明:
[0019]如图1-图3所示，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1，所述的模型槽I内设有用于承载模型桩的承台6，且模型桩7的上端嵌入到承台6中，下端嵌入到砂土 8中；在所述的模型槽I的上方设有一个与竖向反力架2相连的且对承台实施垂直力的竖向加载系统4，模型槽I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3，且在所述的承台6、模型桩7和加载系统上设有监测装置。
[0020]监测装置为设置于承台上的千分表9、设置于模型桩上的应变片11、设置于模型桩周围的土压力盒10。
[0021]竖向加载系统4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51 ；
[0022]水平加载系统3包括载油压千斤顶11，所述的载油压千斤顶11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511。
[0023]模型槽I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；所述的钢化玻璃中间部位设置有与外界相通的排水孔；所述模型桩为有机玻璃管桩，在其外侧粘贴有电阻应变片11。千分表的量程为50mm ；电阻式土压力盒的量程为0.6MPa ；电阻式应变片采用BX120-5AA系列应变片。
【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:所述模型桩为有机玻璃管桩，在其外侧粘贴有电阻应变片。
【文档编号】E02D33/00GK203795485SQ201420171482
【公开日】2014年8月27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, 岳红亚, 亓乐, 周志东, 任宪骏, 张宏博, 杨庆义, 庄培芝, 宋修广, 吴建清 申请人:山东电力工程咨询院有限公司