一种桩-非饱和土界面摩擦可视化试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了发明专利技术公开了一种桩

【技术实现步骤摘要】
一种桩
‑
非饱和土界面摩擦可视化试验装置及方法


[0001]本专利技术涉及土与结构物界面剪切
，特别涉及一种非饱和土与结构物界面剪切可视化的试验装置及方法。

技术介绍

[0002]在岩土工程领域中，处于自然状态的地基土反复遭受大气降水与蒸发、地下水位上升与下降等现象的作用，使桩土界面的工程特性长期处于周期性的动态变化中，进而导致地基中的桩
‑
非饱和土界面呈现出不同于一般饱和土或干土与桩相互作用的力学响应规律。然而，针对桩土界面的非饱和特性研究相对较少；尤其是在循环脱吸湿下，桩与非饱和土之间的界面摩擦力特性无法确定，这将直接影响桩基的整体承载力计算，在一定程度上也导致了非饱和土理论无法系统在岩土工程中推广应用。此外，从本质上讲，桩土界面剪切变形过程中微细观结构的不断变化是其宏观上呈现不同工程特性的根本原因，并且桩与土体的不透明致使剪切时土试样各部分形态变化无法直接观测。因此，在模拟气候环境变化条件下，开展桩
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非饱和土接触界面力学特性机理和剪切破坏形式可视化研究具有重要的工程意义，尤其针本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种桩
‑
非饱和土界面摩擦可视化试验装置，其特征在于，包括框架，框架上安装有扭转装置，扭转装置连接有空心透明桩(6)，空心透明桩(6)外周安装有密封压力室，密封压力室与空心透明桩(6)之间填充有土试样(5)，空心透明桩(6)与土试样(5)形成桩土接触界面；密封压力室连通有围压控制装置；土试样(5)正上方安装有轴压加载装置；土试样(5)连通有干湿循环装置；配合土试样(5)安装有张力计(9)和水分传感器(10)；空心透明桩(6)内安装有针对桩土接触界面的摄像装置；所述扭转装置、围压控制装置、轴压加载装置、张力计(9)和水分传感器(10)均通讯连接有图像数据采集装置(14)。2.如权利要求1所述的桩
‑
非饱和土界面摩擦可视化试验装置，其特征在于，所述框架包括工作台(1
‑
3)，工作台(1
‑
3)上表面安装有立柱(1
‑
2)，立柱(1
‑
2)上固定有横梁(1
‑
1)，工作台(1
‑
3)底部安装有支架(1
‑
4)；所述横梁(1
‑
1)与立柱(1
‑
2)相连成反力架，反力架连接轴压加载装置；所述工作台(1
‑
3)设有用于连接立柱(1
‑
2)的螺纹孔a(1
‑3‑
1)、用于连接密封压力室的螺纹孔b(1
‑3‑
2)、用于嵌入O型密封圈的沟槽a(1
‑3‑
3)、卡槽(1
‑3‑
4)、用于嵌入空心透明桩(6)的圆孔(1
‑3‑
6)、用于连接干湿循环装置的连接孔(1
‑3‑
5)和通风管路(16
‑
3)。3.如权利要求1所述的桩
‑
非饱和土界面摩擦可视化试验装置，其特征在于，所述轴压加载装置包括气缸(2
‑
1)，气缸(2
‑
1)连接有传力杆(2
‑
2)，传力杆(2
‑
2)上安装有轴压传感器(2
‑
3)，传力杆(2
‑
2)连接有可伸缩杆(2
‑
4)；可伸缩杆(2
‑
4)上成形有沟槽b(2
‑4‑
1)，沟槽b(2
‑4‑
1)中部成形有螺纹孔c(2
‑4‑
2)，可伸缩杆(2
‑
4)通过螺纹孔c(2
‑4‑
2)与传力杆(2
‑
2)连相连，沟槽b(2
‑4‑
1)内放置O型密封圈。4.如权利要求3所述的桩
‑
非饱和土界面摩擦可视化试验装置，其特征在于，所述密封压力室通过通气管路与围压控制装置连通；所述密封压力室包括包裹在土试样(5)外侧的橡皮膜(4
‑
5)，橡皮膜(4
‑
5)外罩设有外罩筒(4
‑
1)；外罩筒(4
‑
1)顶部设有活塞套(4
‑1‑
1)，活塞套(4
‑1‑
1)中设有密封环(4
‑1‑
2)，密封环(4
‑1‑
2)与传力杆(2
‑
2)密封连接；橡皮膜(4
‑
5)与空心透明桩(6)之间的上部安装有处于土试样(5)上方的顶盖(4
‑
3)；所述顶盖(4
‑
3)上设有加载孔(4
‑3‑
1)、螺纹孔d(4
‑3‑
2)、沟槽c(4
‑3‑
3)并且连通有蒸汽管路(16
‑
1)，加载孔(4
‑3‑
1)与可伸缩杆(2
‑
4)接触连接，沟槽c(4
‑3‑
3)内放置O型密封圈；空心透明桩(6)顶部安装有处于外罩筒(4
‑
1)内的内罩筒(4
‑
2)；土试样(5)底部安装有底座(4
‑
4)，底座(4
‑
4)顶部设有环形槽(4
‑4‑
1)，环形槽(4
‑4‑
1)连通有通风管路(16
‑
3)并放置透水石(16
‑
4)，透水石(16
‑
4)与土试样(5)之间放置有滤纸；所述底座(4
‑
4)底部设有凸块(4
‑4‑
2)，凸块(4
‑4‑
2)与框架上的卡槽(1
‑3‑
4)连接；所述橡皮膜(4
‑
5)贴合在土试样外侧壁上，并用橡皮筋将橡皮膜(4
‑
5)两端扎紧在顶盖(4
‑
3)和底座(4
‑
4)上；橡皮膜(4
‑
5)上成形有穿过张力计(9)的开孔，张力计(9)通过L型索环a(9
‑
2)固定在橡皮膜(4
‑
5)上；所述L型索环a(9
‑
2)与张力计(9)之间填充密封胶；张力计(9)端部连接有与土试样(5)接触的陶瓷头(9

【专利技术属性】
技术研发人员：邓波，杨明辉，徐瑶，彭炳龙，樊军伟，彭成，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：发明
国别省市：