一种含气土桩土测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及桩基工程技术领域，具体涉及一种含气土桩土测试装置，包括密封舱和轴压测试装置；所述密封舱内具有相互接触的试验土样和预制桩；所述轴压测试装置伸入到密封舱内带动预制桩与试验土样作循环剪切测试，并记录位移、扭矩、温度、压力和孔压数据；通过计算含气土含气量；本发明专利技术的含气土桩土测试装置，除了具备常规桩土界面剪切仪的功能外，还通过含气土生成系统实现了定量气体含量的土体的精确制备，能够获得不同含气量土体与桩之间的相互作用；并且对作用过程中实现了自动化采集，数据准确。

A Pile-soil Testing Device Containing Gas

【技术实现步骤摘要】
一种含气土桩土测试装置
本专利技术涉及桩基工程
，具体涉及一种含气土桩土测试装置。
技术介绍
桩土相互作用的试验通常采用桩土界面剪应力测试装置进行测试，该测试装置能够测量试验土样和预制桩发生相对运动时作用力变化，从而获得单调加载或者是循环加载情况下的桩土相互作用参数。然而目前桩土相互作用的测试装置无法直接用于含气土-桩界面剪应力测试，主要原因有：(1)无法密封，含气土的存在需要相对封闭的条件，然而目前的装置均为敞开装置，通过加载装置使预制桩和土之间发生平行的错动，例如专利号为：CN201710050592.1的“一种桩土接触面剪切试验装置”、专利号为：CN201810778084.X的“基于试验土样变形和剪切带发展的单桩循环t-z模型参数测量装置”、专利号为：CN201710286569.2的“一种测定桩土接触面长期剪切强度的简易试验方法”、专利号为：CN201710689799.3的“一种考虑温度作用的桩土作用大型直剪试验方法”等；(2)含气土试验装置无法直接测试桩土之间的相互作用，含气土试验目前主要集中于单元试验，例如专利号为：CN201820038132.7的“一种含气土的固结试验装置”、专利号为：CN201420037515.4的“高压溶气饱和试验装置”等，在海洋工程中，桩和土直接在循环荷载作用下会发生相对运动以及相互作用，从而影响桩基承载能力，试验土样单元试验是测试试验土样在循环荷载作用下力学性质的装置，二者有本质的区别。含浅层气试验土样分布广泛，目前关于浅层气试验土样中桩土相互作用的研究刚刚起步，利用界面剪切应力测试的方法获得桩土相互作用参数是研究含气土中桩土相互作用的关键，然而传统的界面剪切仪和含气土单元试验装置均无法实现相互作用参数测试。如果在装置中直接生成含气土，如果采用传统的界面剪切仪，需在外部制作含气土，将试验土样试验土样放入剪切仪中，在该过程中试验土样中的气体会损失，所以无法准确确定试验土样气体含量，对于砂性土更无法制备含气的试验土样试验土样。综上所述，既要实现含气土的制备，同时又要能够实现桩土相互作用的测量，必须在一个密闭的空间内实现试验土样和预制桩之间的相对运动，在有限密闭空间内实现桩土之间的平行错动是非常困难的，所以有必要改进二者错动方式，同时加入含气土制备装置，能够准确生成一定气体含量的含气土，从而研究不同气体含量的试验土样中含气土-桩相互作用，获得含气量对桩土相互作用的影响。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种能够进行含气土生成和环向错动加载测试的含气土桩土测试装置。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的一种技术方案为：一种含气土桩土测试装置，包括密封舱和轴压测试装置；所述密封舱内具有相互接触的试验土样和预制桩；所述轴压测试装置伸入到密封舱内带动预制桩与试验土样作循环剪切运动。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的另一种技术方案为：本专利技术的有益效果在于：本专利技术的含气土桩土测试装置，除了具备常规桩土界面剪切仪的功能外，还通过含气土生成系统实现了定量气体含量的土体的精确制备，能够获得不同含气量土体与桩之间的相互作用；并且对作用过程中实现了自动化采集，数据准确。附图说明图1为本专利技术具体实施方式的一种含气土桩土测试装置的结构示意图；标号说明：1、密封舱；11、舱底；110、围压舱；111、螺栓；12、舱盖；121、压力传感器；122、位移传感器；123、溢水口/阀门；124、空隙水压力计；13、试验容器；131、顶盖；132、容纳座；133、反压/气体出口；134、反压/气体排出管；14、反压/气体进入管；15、反压泵；150、反压阀门；16、气体泵；160、气压阀门；17、气体收集装置；170、气体收集阀门；18、围压泵；180、围压阀门；19、橡胶垫；2、轴压测试装置；21、轴压杆；22、轴压/扭矩控制室；23、基座；24、轴压/扭矩测量装置；25、转动盘；26、轴压泵；260、轴压阀门；3、试验土样；4、预制桩；5、主控制器；6、透水石层。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。请参照图1，一种含气土桩土测试装置，包括密封舱1和轴压测试装置2；所述密封舱1内具有相互接触的试验土样3和预制桩4；所述轴压测试装置2伸入到密封舱1内带动预制桩4与试验土样3作循环环形错动。从上述描述可知，通过采用循环环形错动，通过转换公式，可以将环形错动的扭矩换算为传统的界面剪切仪为循环平行错动受力，采用环形错动的方式主要是为了实现有限空间内桩-土大幅值的相对运动；通过采用密封舱1，能够测量含气的试验土样3中试验土样3气体的含量。进一步的，所述含气土桩土测试装置还包括主控制器5。所述主控制器5包括位移、温度、压力、孔压传感器以及导线和数据采集仪；所述主控制器5包括通过反馈的测试数据进行调整。进一步的，所述密封舱1包括舱底11、舱盖12和试验容器13，所述舱盖12盖装在舱底11上形成围压舱110，所述试验容器13位于围压舱110内，所述试验土样3和预制桩4均位于试验容器13内；所述轴压测试装置2包括轴压杆21，所述轴压杆21穿过舱底11和试验容器13带动预制桩4与试验土样3作循环剪切运动；所述轴压测试装置2与主控制器5电性连接。进一步的，所述试验容器13内还具有透水石层6，所述透水石层6、试验土样3和预制桩4从上到下依次设置在试验容器13内；所述试验土样3上连通有反压/气体进入管14，所述反压/气体进入管14上分别连通有反压泵15和气体泵16，所述反压泵15与反压/气体进入管14之间设置有反压阀门150，所述气体泵16与反压/气体进入管14之间设置有气压阀门160；所述试验容器13包括顶盖131和桶状的容纳座132，所述顶盖131上设置有反压/气体出口133，所述反压/气体出口133通过反压/气体排出管134与气体收集装置17相连通；所述反压/气体排出管134设置有气体收集阀门170；所述反压泵15、气体泵16和气体收集装置17分别与主控制器5电性连接。进一步的，所述顶盖131上方的舱盖12上设置有压力传感器121、位移传感器122和溢水口/阀门123；所述压力传感器121和位移传感器122与顶盖131相接触；所述容纳座132的内侧壁上设置有温度传感器，所述试验土样3还连接有空隙水压力计124；所述压力传感器121、位移传感器122、温度传感器和空隙水压力计124分别与主控制器5电性连接。进一步的，所述轴压测试装置2还包括轴压/扭矩控制室22、轴压/扭矩测量装置24、轴压泵26和基座23，所述轴压/扭矩控制室22设置在基座23上，所述轴压泵26与轴压/扭矩控制室22连通，所述轴压杆21与轴压/扭矩控制室22相连，所述轴压/扭矩测量装置24设置在轴压杆21上；所述轴压泵26与轴压/扭矩控制室22之间还设置有轴压阀门260；所述轴压/扭矩控制室22、轴压/扭矩测量装置24和轴压泵26与主控制器5电性连接。进一步的，所述轴压杆21与预制桩4之间还设置有转动盘25，所述预制桩4位于转动室内，所述预制桩4与转动盘25之间填充有润滑剂。所述润滑剂为凡士林；为防止土体进入到设备内，转动室中充满润滑用凡士林，其对扭矩的影响非常小，同时还能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含气土桩土测试装置，其特征在于，包括密封舱和轴压测试装置；所述密封舱内具有相互接触的试验土样和预制桩；所述轴压测试装置伸入到密封舱内带动预制桩与试验土样作循环剪切运动。

【技术特征摘要】
1.一种含气土桩土测试装置，其特征在于，包括密封舱和轴压测试装置；所述密封舱内具有相互接触的试验土样和预制桩；所述轴压测试装置伸入到密封舱内带动预制桩与试验土样作循环剪切运动。2.根据权利要求1所述的含气土桩土测试装置，其特征在于，所述含气土桩土测试装置还包括主控制器。3.根据权利要求2所述的含气土桩土测试装置，其特征在于，所述密封舱包括舱底、舱盖和试验容器，所述舱盖盖装在舱底上形成围压舱，所述试验容器位于围压舱内，所述试验土样和预制桩均位于试验容器内；所述轴压测试装置包括轴压杆，所述轴压杆穿过舱底和试验容器带动预制桩与试验土样作循环剪切运动；所述轴压测试装置与主控制器电性连接。4.根据权利要求3所述的含气土桩土测试装置，其特征在于，所述试验容器内还具有透水石层，所述透水石层、试验土样和预制桩从上到下依次设置在试验容器内；所述试验土样上连通有反压/气体进入管，所述反压/气体进入管上分别连通有反压泵和气体泵，所述反压泵与反压/气体进入管之间设置有反压阀门，所述气体泵与反压/气体进入管之间设置有气压阀门；所述试验容器包括顶盖和桶状的容纳座，所述顶盖上设置有反压/气体出口，所述反压/气体出口通过反压/气体排出管与气体收集装置相连通；所述反压/气体排出管设置有气体收集阀门；所述反压泵、气体泵和气体收集装置分别与主控制器电性连接。5.根据权利要求4所述的含气土桩...

【专利技术属性】
技术研发人员：张艳，刘涛，李三鹏，魏冠立，郭珍琦，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东,37