一种测试桩与注浆土体接触面失效机理的试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种测试桩与注浆土体接触面失效机理的试验装置，包括加载装置及管桩模型试验箱；所述加载装置包括反力架、设置在所述反力架上给管桩模型试验箱提供压力的加载机构；安装在所述反力架上的管桩模型试验箱，所述加载机构设置在所述反力架的顶部内侧；所述管桩模型试验箱可拆卸地设置在所述反力架的内部；所述加载机构位于所述管桩模型试验箱的管桩模型安装位的上方；所述反力架的顶部内侧设有用于检测所述管桩模型的纵向移动位置的位移检测装置。本发明专利技术还提供一种使用所述的试验装置进行的测试管桩与注浆土体接触面失效机理的试验试验方法。通过上述结构及步骤，本发明专利技术拆装方便，可移动，加载准确且强度和刚度满足试验要求的桩基模型试验系统来保证试验的顺利进行。

【技术实现步骤摘要】
一种测试桩与注浆土体接触面失效机理的试验装置及方法
本专利技术属于土木工程试验装置
，具体涉及一种测试桩与注浆土体接触面失效机理的试验装置及方法。
技术介绍
桩基础是高层建筑物的常用基础形式，在软土地区中的应用尤为广泛。桩侧后注浆技术在可以减少桩端沉渣厚度,改善桩端和桩周土性能,对提高桩的承载性能，减小桩的沉降有显著效果，其中桩与注浆土体的相互作用是发挥优势的主要因素之一。研究桩与注浆土体接触面的力学特征是是了解注浆管桩受力机理的基础，结构与土体的接触面力学特征研究也一直是岩土工程领域的一个重要课题。当前，桩与其桩周注浆土体的剪切、错动、和脱开等非连续变形破坏问题，尚缺乏深入系统的研究。主要原因是现有试验设备操作过程中假定桩与土的接触界面为破坏面，两种材料变形协调，而实际上桩与土界面剪切破坏时界面剪切强度可能高于土体本身的剪切强度，使得剪切破坏面发生在土体内部。当前模型桩试验设备的设计理念导致其对本试验的针对性不强，精度不高，试验结果有较大的随机性，且操作繁琐，不适合进行大量的模型桩试验，因此缺乏足够的试验数据进行对比分析。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的问题，提供一种拆装方便，可移动，加载准确且强度和刚度满足试验要求的测试桩与注浆土体接触面失效机理的试验装置。本专利技术还提供一种所述的试验装置进行的测试管桩与注浆土体接触面失效机理的试验试验方法。为了解决上述问题，本专利技术按以下技术方案予以实现的：一种测试桩与注浆土体接触面失效机理的试验装置，包括加载装置及管桩模型试验箱；所述加载装置包括反力架、设置在所述反力架上给管桩模型试验箱提供压力的加载机构；安装在所述反力架上的管桩模型试验箱，所述加载机构设置在所述反力架的顶部内侧；所述管桩模型试验箱可拆卸地设置在所述反力架的内部；所述加载机构位于所述管桩模型试验箱的管桩模型安装位的上方；所述反力架的顶部内侧设有用于检测所述管桩模型的纵向移动位置的位移检测装置。作为优选，所述反力架包括上框架及下框架；所述上框架的侧壁及所述下框架的侧壁皆设有若干安装通孔，所述上框架及所述下框架通过螺栓安装在所述安装通孔及螺母锁定进行可拆卸连接。作为优选，所述上框架包括至少两根平行设置的呈倒“凹”的杆体；相邻的两根所述杆体通过连接杆横跨两者的形式进行连接。作为优选，平行设置的所述杆体的中部设置有一连接杆；一固定板可拆卸地安装在所述上框架的顶部内侧的中部；所述固定板上固定设置加载机构。作为优选，所述反力架的底板的侧壁上设有至少两个安装凹位，所述管桩模型试验箱的底部设有垫块；所述管桩模型试验箱通过垫块安装在安装凹位而安装在反力架内。作为优选，所述连接杆通过高强螺栓组件可拆卸连接。作为优选，所述底板所述位移检测装置为位移计，所述加载机构为超薄型千斤顶。作为优选，所述管桩试验模型箱包括箱体，所述箱体的前箱壁包括至少两块可拆卸板体。一种使用所述的试验装置进行的测试管桩与注浆土体接触面失效机理的试验试验方法，其特征在于包括以下步骤：组装模型试验箱，并安装在下框架上；根据要试验的管桩的入土情况，调节上框架的高度且与下框架固定；在模型试验箱内的底部铺设试验土体，试验土体的厚度在15cm～30cm；在管桩底部设置压力盒，将管桩放置在硬土上并对应上框架的中间位置；在管桩外套设与管桩对应的PVC管，PVC管内表面与管桩外表面之间预留用于灌注水泥浆的空隙；所述管桩的外表面贴有若干对称布置的应变花，管桩的顶部设置有位移传感器；用试验土体填充箱体：每填充30cm高度的试验土就进行一次压实，直到埋过PVC管的外表面最上层的应变花。试验土土体压实后，收紧PVC管并拔出，使试验土土体的外表面形成与PVC管波纹相同的纹路；在管桩与土体之间灌注水泥浆；待水泥凝固后将圆环钢板套入模型桩，确保其内径同水泥浆体与土体的胶结面相切；加载装置从上部对管桩施加竖向压力；记录所述应变花、位移传感器、压力表、压力盒监测到的数据。作为优选，待水泥静置多于28天的凝固时间后，将圆环钢板套入模型桩。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过上述结构，本专利技术拆装方便，可移动，加载准确且强度和刚度满足试验要求的桩基模型试验系统来保证试验的顺利进行。分离式试验装置实现了加载装置与模型箱的分离。反力架及加载机构的自重较轻，反力架可在人力的作用下前后左右自由移动，提高了整个模型试验系统对不同高度，不同类型模型桩的适用性，并且缩短了加载装置到模型桩桩端的距离，尽可能避免了使用垫块和传力杆导致荷载偏心的情况，也方便了各种仪器和仪表的连接固定。加载机构也可以在加载过程中可进行微调，让荷载准确的作用在模型桩的正中心上，尽量避免偏心加载带来得误差。管桩试验模型箱与加载装置可分离，从而可重复利用并提高了运输方便性。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明：图1是本专利技术所述的测试桩与注浆土体接触面失效机理的试验装置的结构示意图；图2是本专利技术所述的测试桩与注浆土体接触面失效机理的试验装置的应用结构示意图；图3是本专利技术所述的测试桩与注浆土体接触面失效机理的试验装置试验时的正面结构示意图图4是本专利技术所述的测试桩与注浆土体接触面失效机理的试验装置的俯视结构示意图。图5是本专利技术所述的管桩的结构示意图。其中：1—加载装置；11—反力架；111—上框架；1111—第一杆体；112—下框架；1121—第二杆体；1122—辅助定位杆；113—连接杆；12—加载机构；13—位移计；2—管桩模型试验箱；21—可拆卸木板；22—垫块；3—管桩；31—应变花。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1～图4所示，本专利技术所述的测试桩与注浆土体接触面失效机理的试验装置，包括加载装置及管桩模型试验箱；所述加载装置包括反力架、设置在反力架上给管桩模型试验箱提供压力的加载机构；管桩模型试验箱安装在反力架上。反力架包括上框架及下框架。上框架包括至少两根平行设置的呈倒“凹”的第一杆体，优选为两根；相邻的两根第一杆体通过连接杆横跨两者的形式进行连接。平行设置的第一杆体的中部设置有一连接杆，该连接杆与第一杆体相互不可分离；平行设置的第一杆体的顶部的两端皆通过两根的连接杆连接，该些连接杆通过高强度螺栓组件与第一杆体连接。下框架包括至少两根平行设置的呈“凹”的第二杆体，优选为两根；相邻的两根杆体通过连接杆横跨两者的形式进行连接。平行设置的第二杆体的顶部的两端皆通过两根的连接杆连接，该些连接杆通过高强度螺栓组件与第二杆体连接。第二杆体的的两端的外侧壁底部皆延伸出辅助定位杆；在实际使用过程，在辅助定位杆上垫加沙包等重物，可以防止反力架在加载装置施力过大时被撑起，保证试验的顺利进行。下框架的底部的侧壁上设有至少两个安装凹位，管桩模型试验箱的底部设有垫块；管桩模型试验箱通过垫块安装在安装凹位而安装在反力架内。上框架的杆体的侧部及下框架的杆体的侧部皆设有若干安装通孔，上框架及下框架通过螺栓安装在安装通孔及螺母锁定进行可拆卸连接。通过上框架与下框架各自的安装通孔的对应方式，从而调整上框架的相对于下框架的高度，通过螺栓及螺母固定后，实现了上框架高度的调整。一固定板可拆卸地安装在上框架的顶部内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测试桩与注浆土体接触面失效机理的试验装置，包括加载装置及管桩模型试验箱；所述加载装置包括反力架、设置在所述反力架上给管桩模型试验箱提供压力的加载机构；安装在所述反力架上的管桩模型试验箱，其特征在于：所述加载机构设置在所述反力架的顶部内侧；所述管桩模型试验箱可拆卸地设置在所述反力架的内部；所述加载机构位于所述管桩模型试验箱的管桩模型安装位的上方；所述反力架的顶部内侧设有用于检测所述管桩模型的纵向移动位置的位移检测装置。

【技术特征摘要】
1.一种测试桩与注浆土体接触面失效机理的试验装置，包括加载装置及管桩模型试验箱；所述加载装置包括反力架、设置在所述反力架上给管桩模型试验箱提供压力的加载机构；安装在所述反力架上的管桩模型试验箱，其特征在于：所述加载机构设置在所述反力架的顶部内侧；所述管桩模型试验箱可拆卸地设置在所述反力架的内部；所述加载机构位于所述管桩模型试验箱的管桩模型安装位的上方；所述反力架的顶部内侧设有用于检测所述管桩模型的纵向移动位置的位移检测装置。2.根据权利要求1所述的测试桩与注浆土体接触面失效机理的试验装置，其特征在于：所述反力架包括上框架及下框架；所述上框架的侧壁及所述下框架的侧壁皆设有若干安装通孔，所述上框架及所述下框架通过螺栓安装在所述安装通孔及螺母锁定进行可拆卸连接。3.根据权利要求1测试桩与注浆土体接触面失效机理的试验装置，其特征在于：所述上框架包括至少两根平行设置的呈倒“凹”的杆体；相邻的两根所述杆体通过连接杆横跨两者的形式进行连接。4.根据权利要求3所述的测试桩与注浆土体接触面失效机理的试验装置，其特征在于：平行设置的所述杆体的中部设置有一连接杆；一固定板可拆卸地安装在所述上框架的顶部内侧的中部；所述固定板上固定设置加载机构。5.根据权利要求1的测试桩与注浆土体接触面失效机理的试验装置，其特征在于：所述反力架的底板的侧壁上设有至少两个安装凹位，所述管桩模型试验箱的底部设有垫块；所述管桩模型试验箱通过垫块安装在安装凹位而安装在反力架内。6.根据权利要求3所述的测试桩与注浆土体接触面失效机理的试验装置，其特征在于：所述连接杆通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：戚玉亮，唐孟雄，吴声扬，骆干，
申请(专利权)人：广州市建筑科学研究院新技术开发中心有限公司，广州建筑产业研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44