本申请公开了循环荷载作用下重塑软土桩承式低路堤模型装置及试验方法。该模型装置从上至下包括竖向循环荷载加载组件、路堤组件和重塑软土刚性桩地基。竖向循环荷载加载组件采用水平方向变截面框架梁与模型装置连接，加载采用电动缸驱动且上下可自由调节高度；路堤组件用于模拟原型路堤，在路堤底部设置土工格栅；重塑软土刚性桩地基包括重塑软土、刚性桩、桩帽和排水砂层。本试验方法包括试验设计、重塑软土刚性桩地基制作、路堤组件制作、静载试验、循环荷载试验和数据处理。该装置用于循环荷载下的大比例尺桩承式低路堤模型试验，可对桩承式低路堤中土拱效应演化、荷载传递机制、软土地基固结及交通荷载作用下长期累积变形开展系统性的研究。开展系统性的研究。开展系统性的研究。
【技术实现步骤摘要】
循环荷载作用下重塑软土桩承式路堤模型装置及试验方法
[0001]本申请涉及桩承式路堤的
，尤其涉及循环荷载作用下重塑软土桩5承式路堤模型装置及试验方法。
技术介绍
[0002]近年来，桩承式加筋路堤由于其施工速度快、沉降控制效果好且造价低等优点获得广泛应用。为系统研究交通荷载下的桩承式低路堤的动力响应问题，
[0003]进行大比例尺模型试验是比较可行的方案。现有模型装置中，大多采用活动门0装置进行研究。此类装置的优点是可任意控制桩间土下沉量，方便定量描述土拱演化；缺点是此初始下沉量只能通过原型监测或数值分析的方法获得。同时，这类装置由于分别采用活动和固定结构来模拟软土和桩，无法真实模拟软土和桩的受力与变形。另一大类模型试验是以相似材料模拟实际软土，包括水袋、海绵、泡沫、泥炭土、塑料苯板、橡胶颗粒、砂
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黏土混合料等材料。其优点是5材料获取方便、均匀性好且施工速度快，缺点是材料物理力学性质与真实软土相差较大，无法真实反映软土的沉降过程，特别是外荷载作用下的固结过程。此外，上述两类试验多采用大面积均布静载进行试验，局部循环荷载下的研究仍较少。
技术实现思路
[0004]0有鉴于此，本申请提供循环荷载作用下重塑软土桩承式路堤模型装置及试验方法，能够更真实地模拟实际工程中桩承式低路堤在循环荷载下的动力响应。
[0005]第一方面，本申请提供一种循环荷载作用下重塑软土桩承式路堤模型装置，包括：
[0006]竖向循环荷载加载组件，用以产生线性的荷载力；
[0007]5路堤组件，用以被所述竖向循环荷载加载组件所产生的荷载力所作用；
[0008]重塑软土刚性桩地基，用以支撑所述路堤组件。
[0009]可选地，所述竖向循环荷载加载组件包括框架梁、安装于所述框架梁上的电动缸连接板、和安装于所述电动缸连接板上的电动缸、固接所述电动缸上的可调伸缩杆和固接所述可调伸缩杆的加载板。
[0010]可选地，所述竖向循环荷载加载组件还包括设置在可调伸缩杆、加载板之间的荷载传感器；
[0011]所述竖向循环荷载加载组件还包括用以增强框架梁的加固桁架。
[0012]可选地，所述框架梁的中间截面大，两端截面小；
[0013]所述电动缸连接板为固定式钢板，中间开设用于连接电动缸的通孔；
[0014]所述可调伸缩杆的可调范围为0～0.4m；
[0015]所述加载板为钢板；
[0016]所述加固桁架为加固用方形钢管。
[0017]可选地，所述路堤组件包括砂土路堤和叠设于砂土路堤上的土工格栅。
[0018]可选地，所述砂土路堤的填筑材料为石英砂；
[0019]所述土工格栅为双向塑料土工格栅。
[0020]可选地，所述重塑软土刚性桩地基包括桩帽、固接所述桩帽的刚性桩、包埋所述刚性桩的重塑软土和叠设于重塑软土上的排水砂层。
[0021]可选地，所述桩帽为预制钢筋混凝土桩帽；
[0022]所述刚性桩为由PVC套管置于纵向钢筋骨架外侧作为模板进行浇筑所形成；
[0023]所述重塑软土为高岭土固化成形；
[0024]所述排水砂层的上表面设置土工布与重塑软土隔开，下表面连通排水口用于重塑软土固结排水。
[0025]第二方面，本申请提供一种采用如上述循环荷载作用下重塑软土桩承式路堤模型装置实施的试验方法，包括以下步骤：
[0026]步骤S1.试验设计；
[0027]步骤S2.重塑软土刚性桩地基制作；
[0028]步骤S3.路堤组件制作；
[0029]步骤S4.静载试验；
[0030]步骤S5.循环荷载试验；
[0031]步骤S6.试验数据处理。
[0032]可选地，所述步骤S1中，试验设计根据研究对象设置控制变量，可进行的控制变量包括：循环荷载幅值、频率、波形、作用时间、路堤高度、加筋层数、布桩型式及桩间距、桩端支承条件、排水条件；
[0033]所述步骤S2中，施工顺序依次为重塑软土配置、分层填筑并埋设传感器、填筑至设计高度并抹平、桩身定位、刚性桩压桩至指定高度；
[0034]所述步骤S3中，施工顺序依次为砂垫层施工、土工格栅敷设、路堤分层填筑压实；
[0035]所述步骤S4中，利用加载系统控制软件施加路面结构静载进行静载试验，并校正荷载及传感器数据；
[0036]所述步骤S5中，通过加载控制器施加循环荷载，采用定频率变幅值加载或定幅值变频率加载；
[0037]所述步骤S6中，试验数据处理包括荷载
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沉降历时曲线、动应力
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深度曲线、孔隙水压力
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深度曲线、桩身轴力
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深度曲线、格栅拉力
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位置曲线。
[0038]本申请模型装置用于循环荷载下的大比例尺桩承式低路堤模型试验，可对桩承式低路堤中土拱效应演化、荷载传递机制、软土地基固结及交通荷载作用下长期累积变形开展系统性的研究。
附图说明
[0039]下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
[0040]图1为本申请的模型装置说明图；
[0041]图2为本申请中竖向循环荷载加载系统框架梁、模型装置加固桁架图；
[0042]图3是本申请实施例中所述预制刚性桩、桩帽、重塑软土及排水砂层；
[0043]图4是本申请实施例中所述试验方法流程图。
[0044]其中，图中元件标识如下：
[0045]10
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竖向循环荷载加载组件；11
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框架梁；12
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电动缸连接板；13
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电动缸；14
‑
可调伸缩杆；15
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荷载传感器；16
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加载板；17
‑
加固桁架；
[0046]20
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路堤组件；21
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砂土路堤；22
‑
土工格栅；
[0047]30
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重塑软土刚性桩地基；31
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桩帽；32
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刚性桩；33
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重塑软土；34
‑
排水砂层。
具体实施方式
[0048]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0049]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种循环荷载作用下重塑软土桩承式路堤模型装置，其特征在于，包括：竖向循环荷载加载组件，用以产生线性的荷载力；路堤组件，用以被所述竖向循环荷载加载组件所产生的荷载力所作用；重塑软土刚性桩地基，用以支撑所述路堤组件。2.根据权利要求1所述循环荷载作用下重塑软土桩承式路堤模型装置，其特征在于，所述竖向循环荷载加载组件包括框架梁、安装于所述框架梁上的电动缸连接板、和安装于所述电动缸连接板上的电动缸、固接所述电动缸上的可调伸缩杆和固接所述可调伸缩杆的加载板。3.根据权利要求2所述循环荷载作用下重塑软土桩承式路堤模型装置，其特征在于，所述竖向循环荷载加载组件还包括设置在可调伸缩杆、加载板之间的荷载传感器；所述竖向循环荷载加载组件还包括用以增强框架梁的加固桁架。4.根据权利要求3所述循环荷载作用下重塑软土桩承式路堤模型装置，其特征在于，所述框架梁的中间截面大，两端截面小；所述电动缸连接板为固定式钢板，中间开设用于连接电动缸的通孔；所述可调伸缩杆的可调范围为0～0.4m；所述加载板为钢板；所述加固桁架为加固用方形钢管。5.根据权利要求1所述循环荷载作用下重塑软土桩承式路堤模型装置，其特征在于，所述路堤组件包括砂土路堤和叠设于砂土路堤上的土工格栅。6.根据权利要求5所述循环荷载作用下重塑软土桩承式路堤模型装置，其特征在于，所述砂土路堤的填筑材料为石英砂；所述土工格栅为双向塑料土工格栅。7.根据权利要求1所述循环荷载作用下重塑软土桩承式路堤模型装置，其特征在于，所述重塑软土刚性桩地基包括桩帽、固接所述桩帽的刚性桩、包埋所述刚性桩的重塑软土和叠设于重塑软土上的排水砂层。8.根据权利要求7所述循环...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐传堡，郑俊杰，郑烨炜，赵宇瑶，邓嘉隆，贾亚飞，汪美慧，王吉鹏，郭宇康，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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