隔水导管复合桩变截面处桩端阻力测试装置制造方法及图纸

一种隔水导管复合桩变截面处桩端阻力测试装置，包括：上段桩、安装在上段桩下面的下段桩，其中，上段桩的下端和下段桩的上端在截面处同轴连接在一起，连接后的上段桩和下段桩构成一变截面桩；该截面桩的周围设有模型槽，该模型槽内制备有土层；该上段桩的上表面设置有加载板；通过对加载板施加荷载，在垂直向下方向上，将变截面桩打入土层。本实用新型专利技术将变截面桩分上、下两段考虑，不仅测试了上段桩下端以及上段桩上端应变；而且，还计算出在各级荷载作用下变截面处桩端阻力；同时，在不改变变截面处桩端形状的基础上，能够方便简单地测量出变截面桩变截面处桩端阻力，大大降低了检测成本，提高了检测效率，具有较为良好的使用价值。

【技术实现步骤摘要】
隔水导管复合桩变截面处桩端阻力测试装置
本技术属于岩土工程桩基承载力测试领域，尤其涉及隔水导管复合桩变截面处桩端阻力测试装置。
技术介绍
目前，随着国民经济快速发展，建筑工程也随之快速发展；并对其安全性、稳定性提出了更高要求，尤其是对桩基础的应用方面则提出了更高要求。其中，对于桩基础的优化选型是非常重要的一个方面，由于桩基础变截面的类型桩，具有良好的经济价值和技术优势，因此，其受到了国内外学者的关注；为此提出了扩底桩、支盘桩、多级扩径桩、阶梯型变截面桩等新的结构形式。但是，由于对该类型桩基础，尤其对其变截面处的变形及承载特性和计算理论的研究尚不系统、不完善，对变截面桩推广和应用比较困难。因此，合理评估变截面桩变截面处桩端阻力大小及变化规律已经成为当前最关键问题。现有的对于测试桩端阻力的常用方法是桩端处埋置土压力盒，但是，由于该种方法改变了桩端形状，并且，由于在桩端处埋置土压力盒仅仅测得桩端部分某一区域压力，因此，在桩体打入过程中，其不仅存在桩端阻力不易测量问题；而且，压力盒还容易脱落；这样一来，桩端阻力存在难以直接准确测量的问题。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种隔水导管复合桩变截面处桩端阻力测试装置,以解决桩端阻力难以直接准确测量及不易测量的技术问题。为实现上述目的，本技术的隔水导管复合桩变截面处桩端阻力测试装置的具体技术方案如下：一种隔水导管复合桩变截面处桩端阻力测试装置，包括：上段桩、安装在上段桩下面的下段桩，其中，上段桩的下端和下段桩的上端在截面处同轴连接在一起，连接后的上段桩和下段桩构成一变截面桩；该截面桩的周围设有模型槽，该模型槽内制备有土层；该上段桩的上表面设置有加载板；通过对加载板施加荷载，在垂直向下方向上，将变截面桩打入土层。进一步，所述上段桩的直径大于下段桩；该上段桩的下端处设置有数个第一应变片，下段桩的上端处设置有数个第二应变片；且上段桩下端设置的数个第一应变片和下段桩上端处设置的数个第二应变片分别通过第一数据线和第二数据线与数据采集仪相连。进一步，所述数个第一应变片设置于上段桩下端的相对两侧；第二应变片设置于下段桩上端的相对两侧；且第一应变片和第二应变片的表面涂布有环氧树脂胶层，该环氧树脂胶层的厚度为1-2mm。进一步，所述模型槽为方形槽体。进一步，所述土层由不排水的均质粘土构成。进一步，所述加载板为圆形板，且加载板采用木板、铁板或复合板材制成。进一步，所述变截面桩的桩体材料为有机玻璃材料。本技术的具有以下优点：本技术设计原理明确，使用方法简单，其将变截面桩分上、下两段考虑，并通过在上段桩下端和下段桩上端设置的两个应变片，不仅测试了上段桩下端以及上段桩上端应变；而且，还计算出在各级荷载作用下变截面处桩端阻力；同时，在不改变变截面处桩端形状的基础上，能够方便简单地测量出变截面桩变截面处桩端阻力，大大降低了检测成本，提高了检测效率，具有较为良好的使用价值。附图说明图1为本技术模型桩结构正视示意图；图2为本技术的模型桩结构俯视示意图；图3为本技术的模型桩结构静载测试示意图。图中标记说明：1、上段桩；2、下段桩；3、变截面处；4、第一应变片；5、第二应变片；6、模型槽；7、土层；8、第一数据线；9、第二数据线；10、加载板。具体实施方式为了更好地了解本技术的目的、结构及功能，下面结合附图，对本技术一种隔水导管复合桩变截面处桩端阻力测试装置做进一步详细的描述。如图1-图3所示，本技术包括：上段桩1、安装在上段桩1下面的下段桩2，其中，上段桩1的下端和下段桩2的上端在截面处3采用螺栓连接方式或紧配合的方式同轴连接在一起，连接后的上段桩1和下段桩2构成一变截面桩；该截面桩的周围设有模型槽6，模型槽6内制备有由不排水的均质粘土构成的土层7；该上段桩1的上表面设置有加载板10；通过对加载板10施加荷载，在垂直向下方向上，将变截面桩打入土层7。上述上段桩1的直径大于下段桩2。上述上段桩1的下端处设置有数个第一应变片4(本实施例为二个)，下段桩2的上端处设置有数个第二应变片5(本实施例为二个)；且上段桩1下端设置的数个第一应变片4和下段桩2上端处设置的数个第二应变片5分别通过第一数据线8和第二数据线9与数据采集仪相连；上述数个第一应变片4设置于上段桩1下端的相对两侧。上述第二应变片5设置于下段桩2上端的相对两侧。上述第一应变片4和第二应变片5的表面涂布有环氧树脂胶层，环氧树脂胶层的厚度为1-2mm，以保护第一应变片4、第二应变片5在插入土层7的过程中，不受土层7破坏。上述模型槽6为方形槽体。上述加载板10为圆形板，且加载板10采用木板、铁板或复合板材制成。上述变截面桩的桩体材料为有机玻璃材料，以分析D1＝0.03，D2＝0.016m，d1＝0.012m，d2＝0.006m，E＝46000000000Pa试验为例，试验用的第一应变片4和第二应变片5采用BFH120-3AA-D150型号。利用上述隔水导管复合桩变截面处桩端阻力测试装置时，按照下列步骤进行：第一步：在长、宽、高分别为2米的模型槽6中制备砂土或粘土，并对加载板10施加荷载Qi，并在模型槽6中，将变截面桩的模型桩朝上的方向垂直打入土层7之中；第二步：通过位于上段桩1下端的第一应变片4和位于下段桩2上端的第二应变片5测试由桩顶荷载产生的桩身应变及变截面桩变截面处桩端阻力；其中，上段桩1桩壁产生的应变为ε上，i，ε上，i，下段桩2桩壁产生应变为ε下，i，ε下，i；第三步：在变截面桩顶施加荷载Q＝520N，根据以下公式(1)(2)(3)计算变截面桩变截面处桩端阻力：F变＝F上-F下＝391.515-196.295＝195.22N(3)其中，在荷载Qi条件下，可根据应变量计算变截面桩桩身的轴力，上段桩1桩身的轴力按式(1)计算，下段桩2桩身的轴力按式(2)计算，变截面处桩端阻力按式(3)计算：F变，i＝F上，i-F下，i(3)式中：F上，i为在荷载Qi作用变截面的桩头下，上段桩1下端的第一应变片4所在截面处变截面桩身的轴力，单位为N；F下，i为在荷载Qi作用变截面的桩头下，下段桩2上端的第二应变片5所在截面处桩身轴力，单位为N；F变，i为在荷载Qi作用变截面的桩头下，变截面处桩端的阻力，单位为N；E为桩材料的弹性模量，单位为Pa；D1为上段桩外径，单位为m；D2为下段桩外径，单位为m；d1为上段桩内径，d1≥0，单位为m；d2为下段桩内径，d2≥0，单位为m；ε上，i为上段桩在荷载Qi作用下，上段桩应变片所在截面处应变值；ε下，i为下段桩在荷载Qi作用下，下段桩应变片所在截面处应变值。上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隔水导管复合桩变截面处桩端阻力测试装置，其特征在于，包括：上段桩、安装在上段桩下面的下段桩，其中，上段桩的下端和下段桩的上端在截面处同轴连接在一起，连接后的上段桩和下段桩构成一变截面桩；该截面桩的周围设有模型槽，该模型槽内制备有土层；该上段桩的上表面设置有加载板；通过对加载板施加荷载，在垂直向下方向上，将变截面桩打入土层。/n

【技术特征摘要】
1.一种隔水导管复合桩变截面处桩端阻力测试装置，其特征在于，包括：上段桩、安装在上段桩下面的下段桩，其中，上段桩的下端和下段桩的上端在截面处同轴连接在一起，连接后的上段桩和下段桩构成一变截面桩；该截面桩的周围设有模型槽，该模型槽内制备有土层；该上段桩的上表面设置有加载板；通过对加载板施加荷载，在垂直向下方向上，将变截面桩打入土层。


2.根据权利要求1所述的隔水导管复合桩变截面处桩端阻力测试装置，其特征在于，所述上段桩的直径大于下段桩；该上段桩的下端处设置有数个第一应变片，下段桩的上端处设置有数个第二应变片；且上段桩下端设置的数个第一应变片和下段桩上端处设置的数个第二应变片分别通过第一数据线和第二数据线与数据采集仪相连。


3.根据权利要求2所述的隔水导管复合桩变截面处桩端阻力测试装...

【专利技术属性】
技术研发人员：万军，刘润，梁超，许杰，关湃，石保忠，吴景健，陈军，
申请(专利权)人：中国海洋石油集团有限公司，中海石油中国有限公司天津分公司，
类型：新型
国别省市：北京;11