能量桩承载性能试验装置及其操作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种能量桩承载性能试验装置，包括反力系统、加载系统、能量控制系统和桩土系统及量测采集系统；该采集系统可直观的观察能量桩和桩周土的能量变化过程以及桩土的相互作用及变形特征，可开展能量桩以及土体的能量变化过程中桩的承载性能，变形特征，桩周土的物理力学状态改变以及变形特征等。可针对不同土体，不同排水工况的室内试验，亦可开展土工离心机试验。可实施组合荷载，单一荷载，循环荷载和组合循环荷载作用下的能量桩/常规桩‑能量土（冻土或地热土或者深基础中温度存在差异的土层）之间的桩土相互作用等常规室内试验和土工离心机试验。

【技术实现步骤摘要】
能量桩承载性能试验装置及其操作方法
本专利技术涉及一种能量桩承载性能试验装置。本专利技术还涉及一种上述能量桩承载性能试验装置的操作方法。
技术介绍
能量桩的研究目前较为广泛，研究方向主要有两种：其一，为主动的能量获取桩，即通过在桩中设置水管与陆地上方建立水循环，从而与地下进行热量互换，若处于地热发达地带则可获取地热水，若处于常规的地区，则由于地下温度较低，可以获取冷却水；其二，则是在寒冷地区尤其是冻土地区，由于桩基础可能处于循环受荷过程，这种反复的桩土摩擦，可能会造成桩土之间的热量增加，从而会影响桩周土冻土环境，导致桩周土冷冻状态破坏，改变桩周土的力学状态，降低桩的承载性能。上述两种情况，有必要开展能量桩相关研究，然而缺乏相关试验设备，尤其是室内试验装置。本专利技术公开了一种能量桩的室内试验装置及使用方法，可开展能量桩的受荷以及桩土相互作用的相关试验研究。
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量桩承载性能试验装置，其可开展能量桩受能量变化影响的承载性能以及桩土相互作用，亦可开展能量桩受荷情况下的桩土响应规律的包括土本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能量桩承载性能试验装置，其特征是：包括反力系统、加载系统、能量控制系统和桩土系统及量测采集系统；/n反力系统：包括反力支架和加载设备支架，通过螺纹刚性柱和刚性底板连接固定在一起，所述反力支架与螺纹刚性柱1连接，通过竖向升降电机控制反力支架，加载设备支架与反力支架锚固一体；/n加载系统：包括竖向加载设备和水平加载设备，竖向加载设备和水平加载设备固定在加载设备支架上，竖向加载设备与桩帽连接从而进行竖向加载，竖向加载设备为伺服控制；水平加载设备通过水平加载刚性传力杆与桩帽连接进行水平加载，水平加载设备亦是伺服控制；/n能量控制系统：包括桩能量控制系统和土体能量控制系统，桩能量控制系统包括模型...

【技术特征摘要】
1.一种能量桩承载性能试验装置，其特征是：包括反力系统、加载系统、能量控制系统和桩土系统及量测采集系统；
反力系统：包括反力支架和加载设备支架，通过螺纹刚性柱和刚性底板连接固定在一起，所述反力支架与螺纹刚性柱1连接，通过竖向升降电机控制反力支架，加载设备支架与反力支架锚固一体；
加载系统：包括竖向加载设备和水平加载设备，竖向加载设备和水平加载设备固定在加载设备支架上，竖向加载设备与桩帽连接从而进行竖向加载，竖向加载设备为伺服控制；水平加载设备通过水平加载刚性传力杆与桩帽连接进行水平加载，水平加载设备亦是伺服控制；
能量控制系统：包括桩能量控制系统和土体能量控制系统，桩能量控制系统包括模型桩内设置有的能量U型管，能量U型管具有处于上端部的U型管输出口和U型管输入口，U型管输出口和U型管输入口均带有温度控制和测量设备，U型管输出口和U型管输入口连接有外接循环水系统，外接循环水系统配置有温度控制机构；土体能量控制系统包括能量控制微型管，能量控制微型管埋设于模型桩周土体中，能量控制微型管连接温度控制机构以控制模型桩周土体温度；
桩土系统：包括模型箱和模型桩，其中模型箱内装填有土体、土体中埋设有土体参数监测元件和模型桩，模型箱由刚性钢板组成并半圆柱体形态，模型箱上部开口、下部密封，模型箱的侧壁和底壁上均带有排水孔，所述模型箱外侧布置有微型槽连接排水孔以确保排水过程中土体中的水顺利排出，所述土体参数监测元件与外界计算机采集仪器连接进行数据的采集工作，所述模型箱中采用高强度树脂透明板作为半圆主体直径边的透明挡板以直观观察试验过程中的桩土相互作用，所述模型箱固定在刚性底板上；所述模型桩具有完整桩体纵向剖切的部分桩体，模型桩的剖切面贴在透明挡板上，桩身张贴桩身参数监测元件，桩身参数监测元件布置的数量和位置根据试验的要求确定，所述桩身参数监测元件与外界计算机采集仪器连接进行数据的采集工作，所述模型桩与模型箱的透明挡板之间涂有固体润滑油，且模型桩与透明挡板接触的一面粘贴橡胶皮以降低摩擦，所述模型桩内布置有能量U型管实现对桩本身能量变化的控制；
量测采集系统：包括桩量测系统和土体量测系统、竖向加载设备和水平加载设备的伺服监控系统，所述桩量测系统包括桩身参数监测元件和所述能量U型管带有的温度监测和控制设备；所述模型桩顶部位置配置有百分表或者电子位移计记录桩的水平和竖向位移；所述土体量测系统包括土体参数监测元件和土能量控制微型管带有的温度监测和控制设备，加载设备的所述伺服监控系统通过计算机随时监控加载的量级变化。


2.根据权利要求1所述的能量桩承载性能试验装置，其特征是：配置高速高清数码相机对准高强度树脂透明板记录试验中桩土接触摩擦过程，观察桩身物理响应以及土体的变形特征；配置温度摄像系统对准模型箱直观的采集模型桩和模型桩周围土体的能量变化过程。


3.根据权利要求1或2所述的能量桩承载性能试验装置，其特征是：所述竖向加载设备为竖向加载千斤顶，所述水平加载...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦伟，戴国亮，倪俊峰，高紫阳，苟长飞，李明枫，王朝亮，杜运国，胡晓凡，金锦强，金海胜，杜鸿科，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33