一种土与结构界面相互作用参数测定装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于海洋土力学测试仪器技术领域，公开了一种土与结构界面相互作用参数测定装置及测试方法。该装置包括支撑结构、摩擦桩体、密封压力室、扭剪和轴向加载系统、控制系统和采集系统。其中摩擦桩体、空心圆柱土体均设在密封压力室内；密封压力室与孔压测力系统及反压系统、排水系统相接；所述的扭剪和轴向加载系统与控制系统和采集系统相连。本发明专利技术能测定土与结构相互作用时的参数，对含桩土样进行固结，从而使含桩土体呈现不同应力状态；同时更便捷地对结构物周围土体进行固结过程和剪切过程，更真实地模拟深海结构与土体的力学响应状态、探讨土与结构相互作用时的界面演化规律，为土‑结构界面的本构关系研究提供更多的支持。

【技术实现步骤摘要】
一种土与结构界面相互作用参数测定装置及测试方法
本专利技术属于土木工程海洋土力学测试仪器
，涉及一种土与结构界面相互作用参数测定装置及测试方法。
技术介绍
近年来，海洋工程的规模得到了空前发展，在探究海洋资源的同时，不可避免地要涉及波浪循环荷载对海洋土体-结构体接触面的动力响应特性，波浪循环荷载条件下海床土与结构的相互作用不仅包括剪切作用，也包括相互间的扭剪作用。而现有规范中并没有统一的海洋土及结构物相互作用的试验设备及相关方法，现有的接触面研究的试验设备大多较为简单，不仅难以对接触面土体孔隙水压力变化进行直接测量，也难以模拟海洋环境中土体与海工结构物的相互剪切及扭剪作用，导致海洋环境中海床土与结构物的相互作用规律并不明确，也使得在许多结构物基础在设计时无章可循，例如现阶段常见的吸力锚、鱼雷锚、平板锚等，因此，本专利技术在已有的技术方法上，研发一种全新的土-结构体相互作用的仪器，真实模拟了海底土所受的复杂应力状态，为测量深海土-结构物接触面土体在复杂应力状态下的力学参数(接触面有效粘聚力c’、接触面有效剪切角)准确度上做了更进一步地修正。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土与结构界面相互作用参数测定装置，其特征在于，该装置包括支撑结构、空心圆柱土体(16)、摩擦桩体(15)、密封压力室、扭剪和轴向加载系统、控制系统(24)和采集系统(25)；/n所述的支撑结构包括上托台(1)、下托台(2)和支撑框架(3)；四根支撑框架(3)将上托台(1)和下托台(2)的四个角连接为一体结构；/n所述的密封压力室包括压力室支架(18)、压力室顶板(8)、密封罩(9)、压力室底板(21)、土体顶盖(14)和土体底座(19)；所述压力室支架(18)两端分别固定在压力室顶板(8)和土体底座(19)上；所述密封罩(9)两端分别固定在压力室顶板(8)和压力室底板(21)上；所述压...

【技术特征摘要】
1.一种土与结构界面相互作用参数测定装置，其特征在于，该装置包括支撑结构、空心圆柱土体(16)、摩擦桩体(15)、密封压力室、扭剪和轴向加载系统、控制系统(24)和采集系统(25)；
所述的支撑结构包括上托台(1)、下托台(2)和支撑框架(3)；四根支撑框架(3)将上托台(1)和下托台(2)的四个角连接为一体结构；
所述的密封压力室包括压力室支架(18)、压力室顶板(8)、密封罩(9)、压力室底板(21)、土体顶盖(14)和土体底座(19)；所述压力室支架(18)两端分别固定在压力室顶板(8)和土体底座(19)上；所述密封罩(9)两端分别固定在压力室顶板(8)和压力室底板(21)上；所述压力室底板(21)上分别设有进水管(20)和出水管(23)，进水管(20)和出水管(23)外侧均与存有无气水的水箱接通；所述的土体顶盖(14)和土体底座(19)分别布设于空心圆柱土体(16)的上侧与下侧；土体顶盖(14)为铝制空心圆柱，其上设有排水管(11)；土体顶盖(14)上侧的空心孔中环套有密封圈(30)以防止试验中密封压力室内水沿摩擦桩体挤入土体内；土体顶盖(14)上端延伸形成上沿薄壁(31)，上沿薄壁(31)上固定桩端橡皮膜(27)，以达到桩端防水的作用；所述的土体底座(19)固定在压力室底板(21)上，土体底座(19)由依次连接的空心圆柱和圆盘组成，空心圆柱上设有反压管(22)，反压管(22)与孔压传感器、反压传感器及采集系统(25)相连；
所述的空心圆柱土体(16)两端均依次放置空心透水石和滤纸(29)；空心圆柱土体(16)外侧包裹橡皮膜(17)；所述橡皮膜(17)两端分别固定在土体顶盖(14)和土体底座(19)上；
所述的摩擦桩体(15)为中间段螺纹状的实心钢柱，摩擦桩体(15)下端固定在土体底座(19)上，上端依次贯穿空心圆柱土体(16)和土体顶盖(14)并嵌套在空心圆盘(28)中；所述的空心圆盘(28)固定在传力座(13)上，使摩擦桩体实现同端部传力杆受力运动保持一致；
所述的扭剪和轴向加载系统包括应力传感器(4)、位移传感器(5)、传力杆(26)、液压加载装置(7)和扭剪控制器(12)；传力杆(26)下端穿过压力室顶板(8)紧紧接触在传力座(13)上，传力杆(26)上端穿过上托台(1)与位移传感器(5)连接；所述位移传感器(5)、应力传感器(4)、液压加载装置(7)依次相连，对该测定装置中桩土界面的扭剪和轴向剪切提供动力；所述的扭剪控制器(12)连接在传力杆(26)上、位于传力座(13)上方，扭剪控制器(12)受控制系统(24)调控；所述控制系统(24)与采集系统(25)、应力传感器(4)和位移传感器(5)连接。


2.一种如权利要求1所述装置的测试方法，其特征在于，所述的测试方法包括以下步骤：
步骤S1，依据不同的工况...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨庆，郑铮，张世兴，杨钢，王胤，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21