本发明专利技术公开了一种可视化浆固碎石水泥土搅拌组合桩模型试验装置及试验方法，其特征是它包括透明模型槽，透明模型槽内设有浆固碎石水泥土搅拌组合桩、模拟桩周土的透明土；透明模型槽上方设有安装在支架上包括钻机、钻杆、钻头的钻孔机构；透明模型槽外一侧设有激光源，透明模型槽外的正视面、俯视面设有可观察透明模型槽空间的数码相机，数码相机通过数据线与处理装置联接；本发明专利技术试验装置操作简便，可重复性强；配制的透明土与天然土土体性质的相似性好；试验方法可以可视化观测与测量不同桩周土体特性、钻头旋转半径、组合桩桩径和桩长情况下的浆固碎石水泥土搅拌组合桩的桩—土相互作用机理，可用来探索指导水泥土搅拌桩的设计与施工。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种可视化，其特征是它包括透明模型槽，透明模型槽内设有浆固碎石水泥土搅拌组合桩、模拟桩周土的透明土；透明模型槽上方设有安装在支架上包括钻机、钻杆、钻头的钻孔机构；透明模型槽外一侧设有激光源，透明模型槽外的正视面、俯视面设有可观察透明模型槽空间的数码相机，数码相机通过数据线与处理装置联接；本专利技术试验装置操作简便，可重复性强；配制的透明土与天然土土体性质的相似性好；试验方法可以可视化观测与测量不同桩周土体特性、钻头旋转半径、组合桩桩径和桩长情况下的浆固碎石水泥土搅拌组合桩的桩—土相互作用机理，可用来探索指导水泥土搅拌桩的设计与施工。【专利说明】浆固碎石水泥土搅拌组合粧模型试验装置及试验方法
本专利技术涉及一种建筑桩基础的模型试验，具体地说是一种，特别是涉及一种可视化。
技术介绍
桩一土接触面的性质，直接影响桩侧摩阻力的发挥，桩侧摩阻力的大小也是直接影响软土地基中基桩承载力的决定性因素。水泥土搅拌桩由于其桩一土接触面好、施工便捷等技术优势，在工程界得到广泛应用；但是，水泥土搅拌桩整体承载力相对较低影响了其在很多方面的应用。因此，如何提高水泥土搅拌桩的整体承载力，成为工程界广泛关注的热点问题之一。在岩土工程方面的模型试验中，研究土体内部变形规律和机理，对探索岩土工程问题本质具有重要意义。传统的土体变形测量方法是在土体内部埋设一系列传感器，得到某些离散点的位移，但是传感器容易受外界环境扰动的影响，测量结果往往不够准确，同时不能给出土体内部连续变形的整个位移场。现代数字图像技术也只局限于测量土体的宏观或边界变形，不能实现对土体内部变形的可视化。利用X-射线、Y-射线、计算机层析扫描(CAT扫描)及磁共振成像技术(MRI)虽然可以用来测量土体内部的连续变形，但昂贵的费用限制了这些技术的广泛应用。全氟环状聚合物，英文名为Cytop，产品形状不规则，由日本旭硝子公司(网址http://www.agcce.eu.com/Cytop.asp)研发和生产,其折射率为1.34,透光率为95 % ,容重为2.03g/ cm 3，吸水性< 0.01 %，线膨胀系数7.4X 10?5 cm / cm /°C。主要应用于半导体制造中的保护膜涂料，通讯光纤等方面。冰晶石(Cryolite)是一种矿物，化学名为六氟铝酸钠(Na3AlF6),单斜晶系，柱状晶体或块状体，无气味，易吸水受潮，熔点1009°C，摩氏硬度2.5，密度2.97 g /cm3?3.0g/cm3，折射率1.338?1.339，双折射率0.001，正光性，色散值0.024，玻璃光泽至油脂光泽，透明，无色、白色、褐色或红色，产于侵入片麻岩的花岗岩及伟晶岩脉中，主要产地为格陵兰，可用氢氟酸法、氟硅酸法、碳酸化法等方法人工合成。主要用作铝电解的助熔剂；也用作研磨产品的耐磨添加剂，可以有效提高砂轮耐磨，切，削力，延长砂轮使用寿命和存储时间；铁合金及沸腾钢的熔剂，有色金属熔剂，铸造的脱氧剂，链烯烃聚合催化剂，以及用于玻璃抗反射涂层，搪瓷的乳化剂，玻璃的乳白剂，焊材的助熔剂陶瓷业的填充剂，农药的杀虫剂等行业企业。氟化钙，化学式为CaF2，俗称萤石或氟石，透明度高，无色结晶或白色粉末，难溶于水，微溶于无机酸，熔点1402°C，沸点2497°C，折射率为1.434，密度3.18g/cm3。可用碳酸钙或氢氧化钙用氢氟酸溶解，将所得溶液浓缩，或向钙盐水溶液中加入氟离子，得到氟化钙的胶状沉淀，经精制可得。实验室一般用碳酸钙与氢氟酸作用或用浓盐酸和氢氟酸反复处理萤石粉来制备氟化钙。主要用于冶金、化工和建材三大行业，其次用于轻工、光学、雕刻和国防工业。由于全氟环状聚合物颗粒、冰晶石颗粒、氟化钙颗粒具有高透明度，高透光率、低折射率等特点，且其颗粒物理力学性质与天然土颗粒的物理力学性质相似，因此，可以在配制透明土中用作透明固体材料。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可视化，以可视化观测与测量不同桩周土体特性、钻头旋转半径、组合桩桩径和桩长情况下的浆固碎石水泥土搅拌组合桩的桩一土相互作用机理。本专利技术是采用如下技术方案实现其专利技术目的的，一种浆固碎石水泥土搅拌组合桩模型试验装置，它包括透明模型槽，透明模型槽内设有浆固碎石水泥土搅拌组合桩、模拟桩周土的透明土 ；透明模型槽上方设有安装在支架上包括钻机、钻杆、钻头的钻孔机构；透明模型槽外一侧设有激光源，透明模型槽外的正视面、俯视面设有可观察透明模型槽空间的数码相机，数码相机通过数据线与处理装置联接；激光照射透明模型槽形成透明模型槽的竖向面或水平面的激光切面，由数码相机记录桩周土体散斑场变化及连续变形特征，分析不同桩周土体、钻头旋转半径、组合桩桩径和桩长情况下的浆固碎石水泥土搅拌组合桩的桩一土相互作用机理，完成整体浆固碎石水泥土搅拌组合桩的模型试验。本专利技术所述的透明模型槽由透明有机玻璃制成，所述的钻杆、钻头由透明钢化玻璃制成。 当需制得模拟饱和砂土的透明土时，本专利技术所述透明土它由全氟环状聚合物与相同折射率的无色孔隙液体经备料、混配、抽真空步骤配制而成，所述全氟环状聚合物为粒径0.25IM~2.0 mm的颗粒，其颗粒为不规则形状，折射率1.34，密度2.03g/ cm3，透光率95 %，吸水性< 0.01 % ;所述透明土的物理特性为:密度1.53 g/ cm 3~2.0g/ cm 3，重度15kN/m3~20kN/m3，密实度20 %~80 % ;力学特性为:内摩擦角30。~31。，弹性模量8MPa~50MPa，泊松比0.2~0.45 ;所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或酒精溶液或溴化钙溶液中的一种。本专利技术所述的全氟环状聚合物颗粒0.25111111<粒径<0.5111111的为10 %~50 % , 0.5mm≤粒径< 1.0 mm的为10 %~50 % , 1.0 mm≤粒径< 1.5mm的为10 %~50 % , 1.5mm≤粒径≤2.0 mm的为10 %~50 %，以重量计,合计为100 %。当需制得模拟饱和黏土的透明土时，本专利技术所述透明土它由全氟环状聚合物与相同折射率的无色孔隙液体经备料、混配、抽真空、固结步骤配制而成，所述全氟环状聚合物为粒径< 0.074 mm的颗粒，其颗粒为不规则形状，折射率1.34，密度2.03g/ cm 3，透光率95%，吸水性< 0.01 % ;所述透明土的物理特性为:密度1.63g/ cm 3~2.0g/ cm 3，重度16kN/m3~20kN/m3，固结度OCR值0.8~3 ;力学特性为:凝聚力IkPa~3kPa，内摩擦角19。~22°，弹性模量5MPa~9MPa，泊松比0.20~0.35 ;所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或酒精溶液或溴化钙溶液中的一种。当需制得模拟饱和砂土的透明土时，本专利技术所述透明土它由冰晶石与相同折射率的无色孔隙液体经备料、混配、抽真空步骤配制而成，所述冰晶石为粒径0.25 IM~2.0 mm的颗粒，其颗粒为不规则形状，折射率1.338~1.339，密度2.97g/ cm 3~3.0g/ cm 3 ;所述透明土的物理特性为:密度1.98g/ cm 3~2.5g/ cm 3，重度19kN/m3~25kN/m本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种浆固碎石水泥土搅拌组合桩模型试验装置，其特征是它包括透明模型槽，透明模型槽内设有浆固碎石水泥土搅拌组合桩、模拟桩周土的透明土；透明模型槽上方设有安装在支架上包括钻机、钻杆、钻头的钻孔机构；透明模型槽外一侧设有激光源，透明模型槽外的正视面、俯视面设有可观察透明模型槽空间的数码相机，数码相机通过数据线与处理装置联接；激光照射透明模型槽形成透明模型槽的竖向面或水平面的激光切面，由数码相机记录桩周土体散斑场变化及连续变形特征，分析不同桩周土体、钻头旋转半径、组合桩桩径和桩长情况下的浆固碎石水泥土搅拌组合桩的桩—土相互作用机理，完成整体浆固碎石水泥土搅拌组合桩的模型试验。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孔纲强，曹兆虎，
申请(专利权)人：湖南城市学院，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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