考虑承压水作用下单桩水平承载特性的测试装置制造方法及图纸

一种考虑承压水作用下单桩水平承载特性的测试装置，模型箱内铺设模拟场地的箱内土体，箱内土体埋设试验桩，模型箱设有进水孔和出水孔，进水孔位于承压透水土层的上部，进水孔与供压箱连通，出水孔位于承压透水土层的下部，出水孔安装泄压阀；水平加载系统中，试验桩帽安装在试验桩的顶面，试验桩帽与牵引绳的一端连接，牵引绳穿过导向滑轮，牵引绳的另一端与砝码连接，导向滑轮安装在模型箱上；数据采集系统中，位移计位于试验桩帽上，孔隙水压力计位于承压透水土层内，土压力计位于承压水层上的箱内土体内，位移计、孔隙水压力计和土压力计与数据采集仪连接。本发明专利技术效果好、操作方便、工期短、费用低。

Test device for horizontal bearing behavior of single pile under consideration of confined water

A test device considering the confined water pressure of single pile horizontal bearing characteristics of the model box laying simulation soil inside the site, soil inside the buried pile test, the model box is provided with a water inlet and the water outlet, water inlet hole in the upper layer of the water pressure, water inlet hole and the pressure supply box connected, lower outlet located in the confined water layer, water outlet the installation of pressure relief valve; horizontal loading system, test pile cap is installed on the top surface of the tested pile, the test pile cap is connected with one end of the traction rope, a traction rope through the pulley, a traction rope and the other end of the weight connection, guide pulley installed in the model box; data acquisition system, displacement meter in pile test cap, pore water pressure in the confined permeable soil layer, the soil pressure gauge in the soil inside the confined aquifer in the displacement meter, pore water pressure and soil pressure The force meter is connected with the data acquisition instrument. The invention has the advantages of good effect, convenient operation, short construction period and low cost.

【技术实现步骤摘要】
考虑承压水作用下单桩水平承载特性的测试装置
本专利技术涉及单桩水平承载特性的测试装置，特别是考虑承压水作用下单桩水平承载特性的测试装置,主要适用于室内承压水作用下单桩水平承载特性方面的研究,属于桩基测试

技术介绍
桩基础已广泛应用于工业和民用建筑之中，成为一种重要的基础形式。由于高层及超高层建筑物越来越多，其桩基础也越来越深，特别是对于有承压水地层的区域，桩基础可能会进入或穿过承压水土层，由于承压水的影响，使得桩基承载性状不同于无承压水区域。为了获得桩土性状及单桩承载力的变化规律，常采用单桩现场承载试验进行研究，在现场试验中由于承压水层受试验场地区域边界影响难以控制承压水的水压和水量，造成现场实测试验数据的离散性大、效果差，难以获得与之相匹配的桩土承载性状规律，而且现场试验的周期长、费用高，通常一组(3根桩)有承压水作用下的单桩水平承载力试验需要几个月才能完成，且所需费用高达几十万甚至上百万。
技术实现思路
为了克服已有单桩水平承载特性测试方式的效果较差、操作不便、工期较长、费用高昂的不足，本专利技术提供一种效果好、操作方便、工期短、费用低的考虑承压水作用下单桩水平承载特性的测试装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种考虑承压水作用下单桩水平承载特性的测试装置，包括模型箱、供压系统、水平加载系统和数据采集系统，所述模型箱内铺设模拟场地的箱内土体，所述箱内土体埋设试验桩，所述模型箱设有进水孔和出水孔，所述进水孔位于承压透水土层的上部，所述进水孔与供压箱连通，所述出水孔位于所述承压透水土层的下部，所述出水孔安装泄压阀；所述水平加载系统包括试验桩帽、导向滑轮、牵引绳和砝码，所述试验桩帽安装在所述试验桩的顶面，所述试验桩帽与所述牵引绳的一端连接，所述牵引绳穿过所述导向滑轮，所述牵引绳的另一端与砝码连接，所述导向滑轮安装在所述模型箱上；所述数据采集系统包括位移计、孔隙水压力计和土压力计，所述位移计位于试验桩帽上，所述孔隙水压力计位于承压透水土层内，所述土压力计位于承压水层上的箱内土体内，所述位移计、孔隙水压力计和土压力计与数据采集仪连接。进一步，所述供压箱包括箱体、水位标尺线、密封条、水位升降阀和隔离膜，所述水位标尺线刻在箱体上，水位升降阀带动隔离膜在密封条内上下滑动。再进一步，所述承压透水土层包括位于模型箱内壁的蓄压池，所述蓄压池分别与进水孔和出水孔连通，所述蓄水池与箱内土体之间通过过滤网连接。更进一步，所述箱内土体的顶面放置承压板，所述承压板上放置压重堆载。所述模型箱的内壁设有卡槽，止水条安装在卡槽内，土工膜安装在止水条上。所述试验桩上粘贴应变片。本专利技术的有益效果主要表现在：(1)实现了地下承压水的模拟环境，且承压水的压力可调、可控。本装置采用供水源、供压箱、蓄压池、不透水土层、承压透水土层、土工膜等实现了地下承压水的模拟，而且通过水位升降阀来调整和控制地下承压水的水压高低。(2)实现了不同承压水压头作用下单桩水平承载力试验。有无地下承压水及水压高低会对单桩水平承载性状有较大影响，采用本装置可实现不同承压水头作用下单桩水平承载特性研究。(3)加载系统稳定。本装置采用试验桩帽、牵引绳、导向滑轮、砝码等组成加载系统，可实现逐级稳定加载，避免了由液压或电机引起的加载过程中荷载不稳定的情况，实现了稳定加载。(4)效果好。由于现场地层及水文条件的复杂性，现场试验难以获得稳定承压水头，造成现场实测试验数据的离散性大、效果差，而本装置能提供相同的试验条件，保证了试验结果的可靠性。(5)周期短、费用底、操作方便。现场试验的周期长、费用高及试验程序复杂，通常一组(3根桩)承压水作用下的单桩水平承载力试验需要几个月才能完成，且所需费用高达几十万甚至上百万，而本装置试验费用低、工期短、操作方便，且可重复使用。附图说明图1是考虑承压水作用下单桩水平承载特性的测试装置的结构示意图。图2是模型箱图。图3是供压箱图。图4是供压箱剖面图。图5是隔离膜图。图6是蓄压池图。图7是过滤网与蓄压池的连接图。图8是蓄压池与卡槽的连接图。图9是试验桩帽图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。参照图1～图9，一种考虑承压水作用下单桩水平承载特性的测试装置，包括模型箱、供压系统、水平加载系统、数据采集系统及计算机控制系统，所述模型箱1是由有机玻璃和型钢拼装而成，在内壁上附有4个卡槽和绕内壁一圈的止水条。所述模型箱的两侧分别开设4个水孔，进水侧水孔位于承压水层的上部，控制高压水的流入，出水侧水孔位于承压水层的下部，在模型箱出水孔外侧设有泄压阀，控制承压水的流出。所述供压箱由水位标尺线15、密封条16、水位升降阀17、隔离膜18组成。所述水位标尺线15刻在供压箱2上，水位升降阀17带动隔离膜18可以在密封条16内上下滑动。所述水平加载系统由试验桩帽11、牵引绳12、导向滑轮13、砝码14组成。所述试验桩帽11可以根据桩的截面形状进行选择。导向滑轮13在模型箱外侧桁架上，且高度可根据桩顶高度进行调整。牵引绳在导向滑轮上滑动，并将砝码和试验桩连接起来。所述数据采集系统及计算机控制系统包括LVDT位移传感器28、孔隙水压力计29、土压力计30、数据采集仪32、计算机控制系统33组成。本实施例的测试装置包括模型箱1；供压箱2；蓄压池3；不透水土层41；承压透水土层42；不透水土层43；试验桩5；土工膜6；箱内壁止水条7；卡槽8；承压板9；压重堆载10；试验桩帽11；牵引绳12；导向滑轮13；砝码14；水位标尺线15；密封条16；水位升降阀17；隔离膜18；供水源19；进水阀20；塑料软管21；过滤网22；泄压阀23；溢水池24；收集池25；水压表26；磁力表座27；LVDT位移传感器28；孔隙水压力计29；土压力计30；应变片31；数据采集仪32；计算机控制系统33。其中，模型箱1与供压箱2之间采用塑料软管21连接，蓄压池3与模型箱1采用卡槽8连接。卡槽8和箱内壁止水条7均粘接在模型1内壁，土工膜6与箱内壁止水条7热焊在一起。承压板9位于压重堆载10和不透水土层43之间。试验桩帽11安放在试验桩5的顶部，牵引绳12的一端连接在试验桩帽11上，另一端绕过导向滑轮13与砝码14连接。水位标尺线15刻在供压箱2的侧壁上，密封条16粘接在供压箱2上，水位升降阀17上位于密封条16的凹槽，隔离膜18粘接在水位升降阀17上。应变片31粘贴在桩身上。LVDT位移传感器28、孔隙水压力计29、土压力计30与数据采集仪32用数据线传输信号，再将数据转换传输给计算机控制系统33。所述塑料软管将供压箱的出水孔与模型箱的进水孔相连。所述砝码由0.1kg、0.2kg、0.5kg、1kg、2kg、5kg、10kg、20kg、50kg、100kg共10种规格组成，根据测试的单桩水平承载力的大小来调整砝码数量及规格。所述桩帽可以根据桩的截面形状自行选择。隔离膜与箱内壁止水条可用热熔等方式进行连接。本实施例中模型箱的箱体内部长宽高尺寸为1906×906×915mm，外部长宽高尺寸为2620×1050×1015mm；有机玻璃作为箱壁，型钢焊接组成框架；供压箱长宽高尺寸为500×500×1000mm；隔离膜采用0.5mm厚的HDEP防渗土工膜；过滤网采用双层尼龙网布。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种考虑承压水作用下单桩水平承载特性的测试装置，其特征在于：包括模型箱、供压系统、水平加载系统和数据采集系统，所述模型箱内铺设模拟场地的箱内土体，所述箱内土体埋设试验桩，所述模型箱设有进水孔和出水孔，所述进水孔位于承压透水土层的上部，所述进水孔与供压箱连通，所述出水孔位于所述承压透水土层的下部，所述出水孔安装泄压阀；所述水平加载系统包括试验桩帽、导向滑轮、牵引绳和砝码，所述试验桩帽安装在所述试验桩的顶面，所述试验桩帽与所述牵引绳的一端连接，所述牵引绳穿过所述导向滑轮，所述牵引绳的另一端与砝码连接，所述导向滑轮安装在所述模型箱上；所述数据采集系统包括位移计、孔隙水压力计和土压力计，所述位移计位于试验桩帽上，所述孔隙水压力计位于承压透水土层内，所述土压力计位于承压水层上的箱内土体内，所述位移计、孔隙水压力计和土压力计与数据采集仪连接。

【技术特征摘要】
1.一种考虑承压水作用下单桩水平承载特性的测试装置，其特征在于：包括模型箱、供压系统、水平加载系统和数据采集系统，所述模型箱内铺设模拟场地的箱内土体，所述箱内土体埋设试验桩，所述模型箱设有进水孔和出水孔，所述进水孔位于承压透水土层的上部，所述进水孔与供压箱连通，所述出水孔位于所述承压透水土层的下部，所述出水孔安装泄压阀；所述水平加载系统包括试验桩帽、导向滑轮、牵引绳和砝码，所述试验桩帽安装在所述试验桩的顶面，所述试验桩帽与所述牵引绳的一端连接，所述牵引绳穿过所述导向滑轮，所述牵引绳的另一端与砝码连接，所述导向滑轮安装在所述模型箱上；所述数据采集系统包括位移计、孔隙水压力计和土压力计，所述位移计位于试验桩帽上，所述孔隙水压力计位于承压透水土层内，所述土压力计位于承压水层上的箱内土体内，所述位移计、孔隙水压力计和土压力计与数据采集仪连接。2.如权利要求1所述的考虑承压...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗战友，邹宝平，陶燕丽，吴李泉，莫林飞，李棋，祝行，陈超，
申请(专利权)人：浙江科技学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33