稳定承压水条件下单桩竖向静载试验的测试装置制造方法及图纸

一种稳定承压水条件下单桩竖向静载试验的测试装置，模型箱内铺设模拟场地的箱内土体，箱内土体埋设试验单桩，竖向加载系统包括反力架、杠杆、压桩器和砝码，水压加载系统包括水泵、进口反滤芯筒、出口反滤芯筒、传力水袋和反压板，水泵的出水口与反滤芯筒连接，进口反滤芯筒安装在模型箱的壁面的进水口上，出口反滤芯筒安装模型箱的壁面的出水口上，箱内土体的顶面铺设传力水袋，传力水袋上设置反压板，反压板分为左右两部分且均与转轴连接，左右两块反压板之间采用旋盖连接，旋盖穿过试验单桩；数据采集系统包括位移计，位移计位于试验单桩的顶部，位移计与数据采集仪连接。本实用新型专利技术效果好、操作方便、费用低、时间短。

Test device for vertical static load test of single pile under stable pressure water condition

A test device for stability of confined water under the pile vertical static load test, the simulation model of laying soil inside the site, the soil buried test of single pile, the vertical loading system comprises a counter force frame, a lever, pile and weight, hydraulic loading system comprises a water pump, inlet and outlet anti anti cartridge cartridge force transfer bag and anti pressure plate, the water outlet of the water pump and the water inlet tube is connected with the anti filter wall, anti filter tube installed in the imported model box on the wall surface of the cartridge outlet outlet installed on the top surface of the model box, the soil laying stress on the force transfer bag bag, set plate, anti plate is divided into two parts which are connected with the rotating shaft, between two pieces of anti pressure plate adopts screw cap screwing connection, through the test of single pile; data acquisition system including displacement meter, displacement meter in test The top of the single pile, the displacement meter is connected with the data acquisition instrument. The utility model has the advantages of good effect, convenient operation, low cost and short time.

【技术实现步骤摘要】
稳定承压水条件下单桩竖向静载试验的测试装置
本技术涉及稳定承压水条件下单桩竖向静载试验的测试装置，主要适用于室内竖向静载试验中承压水条件下的单桩竖向承载特性方面的研究，属于桩基测试

技术介绍
随着全国城市的加速发展，建筑规模逐渐增大，高层建筑越来越多。高层建筑的屹立，桩基起着不可或缺的作用，它可以将上部荷载传递给地基。为了达到理想的持力层，桩基的长度不断增加，桩基础往往会深入到甚至穿过承压层。由于动水压力的存在，承压水条件下的桩基竖向承载力与潜水条件下的桩基竖向承载力特性有较大差异，工程问题也更加复杂。桩基竖向承载力通常由现场竖向静载试验来获得，但是现场试验存在操作复杂、成本高、时间长等不足，且难以获得大量静载测试数据，因此可采用室内竖向静载试验代替现场静载试验。目前，室内试验中很难实现稳定的高承压水环境，主要原因有：1)无法形成封闭的承压水层。承压层中水会在压力作用下沿着桩-土界面、土与模型箱的界面向上发生渗流，导致高承压水条件下的静载试验难以进行，尤其是当承压水的压力水头较大时，这一点尤为突出。2)土体隆起甚至破坏。根据压力平衡法，当承压水的渗透压力超过上部土体的自重，就会发生土体隆起甚至破坏，导致承压水条件下的单桩竖向静载试验失败。
技术实现思路
为了克服已有单桩竖向静载试验方式的效果较差、操作复杂、费用较高、周期较长的不足，本技术提供一种效果好、操作方便、费用低、时间短的稳定承压水条件下单桩竖向静载试验的测试装置。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种稳定承压水条件下单桩竖向静载试验的测试装置，包括模型箱、竖向加载系统、水压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，所述竖向加载系统包括反力架、杠杆、压桩器和砝码，所述压桩器与杠杆中部连接，所述压桩器位于所述试验桩的顶部，所述杠杆的一端铰接在所述反力架上，所述反力架安装在所述模型箱上，所述杠杆的另一端挂接砝码；所述水压加载系统包括水泵、进口反滤芯筒、出口反滤芯筒、传力水袋和反压板，所述水泵的出水口与反滤芯筒连接，所述进口反滤芯筒安装在模型箱壁面的进水口上，所述出口反滤芯筒安装模型箱的壁面的出水口上，所述箱内土体的顶面铺设所述传力水袋，所述传力水袋上设置反压板，所述反压板分为左右两部分且均与转轴连接，左右两块反压板之间采用旋盖连接，所述旋盖穿过所述试验桩；所述数据采集系统包括位移计，所述位移计位于压桩器的顶部，所述位移计与数据采集仪连接。进一步，所述模型箱的一圈设有滚轮轨道，所述反力架上安装滚轮，所述滚轮安装在所述滚轮轨道上。再进一步，所述试验桩上安装环形止水条，所述环形止水条包括螺杆、滑槽和橡胶止水条，所述橡胶止水条可滑动地位于所述滑槽内，所述螺杆伸入所述滑槽内，所述橡胶止水条位于所述试验桩的外表面。所述传力水袋有4个，所述传力水袋之间通过连通管连通，所述连通管与水压力计连接。所述水压加载系统还包括用于固定所述反压板的挡板，所述挡板可转动地安装在挡板转轴上，所述挡板转轴固定在所述模型箱内。所述杠杆的一端通过刀口铰与所述反力架连接。所述模型箱内开有供反滤芯筒放置的安装槽，反滤芯筒与模型箱的壁面之间通过橡胶垫圈密封连接，所述水泵与所述进口反滤芯筒之间的管路上安装阀门和水压力计。所述出口反滤芯筒的出口安装阀门，所述阀门的下方设有集水池。本技术的有益效果主要表现在：(1)承压水稳定可控。承压层采用压力泵加载，保证试验的压力需求。压力大小通过水压力进行控制和调整。当达到目标压力后，关闭阀门，维持土体中水压力的稳定。(2)实现土与模型箱壁面和桩土界面的止水。在桩土界面的设置环形止水片，能够阻挡自下向上的渗流。模型箱四周采用凹凸相间的壁面，增加承压水的渗流路径，阻止渗流。(3)防止土体隆起破坏。传力水袋能够有效地在反压板和土体之间传递压力，同时反压板被挡板和旋盖固定。所以对于上部不透水层而言，由于土体上表面受反力板约束，避免了土体在承压水作用下的渗流隆起破坏。(4)操作简单，费用低。相对于现场的高昂花费而言，室内试验的装置可以根据需要进行组装，而且可以重复使用。(5)加载力稳定。根据杠杆原理采用砝码加载克服了液压加载的不稳定性，可同时对桩施加几十倍于砝码重量的荷载，增加加载装置的测试范围。附图说明图1是稳定承压水条件下单桩竖向静载试验的测试装置的结构示意图。图2是传力水袋图。图3是压水板俯视图。图4是止水条样图。图5是旋盖样图。图6是反滤芯筒与模型箱连接图。图7是反力架与模型箱连接图。图8是杠杆与反力架连接图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步描述。参照图1～图8，一种稳定承压水条件下单桩竖向静载试验的测试装置，包括模型箱、竖向加载系统、水压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，所述竖向加载系统包括反力架、杠杆、压桩器和砝码，所述压桩器与杠杆中部采用螺栓连接，所述压桩器位于所述试验桩的顶部，所述杠杆的一端铰接在所述反力架上，所述反力架安装在所述模型箱上，所述杠杆的另一端挂接砝码；所述水压加载系统包括水泵、进口反滤芯筒、出口反滤芯筒、传力水袋和反压板，所述水泵的出水口与反滤芯筒连接，所述进口反滤芯筒安装在模型箱壁面的进水口上，所述出口反滤芯筒安装模型箱的壁面的出水口上，所述箱内土体的顶面铺设所述传力水袋，所述传力水袋上设置反压板，所述反压板分为左右两部分且均与转轴连接，左右两块反压板之间采用旋盖连接，所述旋盖穿过所述试验桩；所述数据采集系统包括位移计，所述位移计位于压桩器的顶部，所述位移计与数据采集仪连接。进一步，所述模型箱的一圈设有滚轮轨道，所述反力架上安装滚轮，所述滚轮安装在所述滚轮轨道上。再进一步，所述试验桩上安装环形止水条，所述环形止水条包括螺杆、滑槽和橡胶止水条，所述橡胶止水条可滑动地位于所述滑槽内，所述螺杆伸入所述滑槽内，所述橡胶止水条位于所述试验桩的外表面。所述传力水袋有4个，所述传力水袋之间通过连通管连通，所述连通管与水压力计连接。所述水压加载系统还包括用于固定所述反压板的挡板，所述挡板可转动地安装在挡板转轴上，所述挡板转轴固定在所述模型箱内。所述杠杆的一端通过刀口铰与所述反力架连接。所述模型箱内开有供反滤芯筒放置的安装槽，反滤芯筒与模型箱的壁面之间通过橡胶垫圈密封连接，所述水泵与进水口处的所述反滤芯筒之间管路上安装阀门和水压力计。所述模型箱的出水口安装阀门，所述阀门的下方设有集水池。本实施例的测试装置包括模型箱1；试验桩2；箱内土体3(包括素填土31；粉土32；淤泥质粘土33；砂土34；致密粘土35)；水压力泵4；反滤芯筒5；环形止水条6；传力水袋7；反压板8；旋盖9；挡板10；反力架11；杠杆12；压桩器13；砝码14；集水池15；水压力计16；阀门17；LVDT位移计18；数据采集仪19；计算机控制系统20；挡板转轴21；反压板转轴22；凹凸面23；刀口铰24；滚轮25；连通管26；橡胶垫圈27；螺杆28；滑槽29；橡胶止水条30。模型箱1与反滤芯筒5之间采用螺栓连接。传力水袋7内部采用连通管26连通，在反压板8与箱内土体3传递压力。反压板8与模型箱1通过反压板转轴22连接，反压板8与旋盖9采用螺栓连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稳定承压水条件下单桩竖向静载试验的测试装置，其特征在于：所述测试装置包括模型箱、竖向加载系统、水压加载系统和数据采集系统，所述模型箱内放置模拟场地的箱内土体，所述箱内土体埋设试验桩，所述竖向加载系统包括反力架、杠杆、压桩器和砝码，所述压桩器与杠杆中部连接，所述压桩器位于所述试验桩的顶部，所述杠杆的一端铰接在所述反力架上，所述反力架安装在所述模型箱上，所述杠杆的另一端挂接砝码；所述水压加载系统包括水泵、进口反滤芯筒、出口反滤芯筒、传力水袋和反压板，所述水泵的出水口与反滤芯筒连接，所述进口反滤芯筒安装在模型箱的壁面的进水口上，所述出口反滤芯筒安装模型箱壁面的出水口上，所述箱内土体的顶面铺设所述传力水袋，所述传力水袋上设置反压板，所述反压板分为左右两部分且均与转轴连接，左右两块反压板之间采用旋盖连接，所述旋盖穿过所述试验桩；所述数据采集系统包括位移计，所述位移计位于压桩器的顶部，所述位移计与数据采集仪连接。

【技术特征摘要】
1.一种稳定承压水条件下单桩竖向静载试验的测试装置，其特征在于：所述测试装置包括模型箱、竖向加载系统、水压加载系统和数据采集系统，所述模型箱内放置模拟场地的箱内土体，所述箱内土体埋设试验桩，所述竖向加载系统包括反力架、杠杆、压桩器和砝码，所述压桩器与杠杆中部连接，所述压桩器位于所述试验桩的顶部，所述杠杆的一端铰接在所述反力架上，所述反力架安装在所述模型箱上，所述杠杆的另一端挂接砝码；所述水压加载系统包括水泵、进口反滤芯筒、出口反滤芯筒、传力水袋和反压板，所述水泵的出水口与反滤芯筒连接，所述进口反滤芯筒安装在模型箱的壁面的进水口上，所述出口反滤芯筒安装模型箱壁面的出水口上，所述箱内土体的顶面铺设所述传力水袋，所述传力水袋上设置反压板，所述反压板分为左右两部分且均与转轴连接，左右两块反压板之间采用旋盖连接，所述旋盖穿过所述试验桩；所述数据采集系统包括位移计，所述位移计位于压桩器的顶部，所述位移计与数据采集仪连接。2.如权利要求1所述的稳定承压水条件下单桩竖向静载试验的测试装置，其特征在于：所述模型箱的一圈设有滚轮轨道，所述反力架上安装滚轮，所述滚轮安装在所述滚轮轨道上。3.如权利要求1或2所述的稳定承压水条件下单桩竖向静载试验...

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