一种原状土中气囊加载模拟静压沉桩装置及其测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种原状土中气囊加载模拟静压沉桩装置及其测试方法。一种原状土中气囊加载模拟静压沉桩装置包括：装载原状土的取土模型箱、模型桩、橡胶垫板、砂层、钢护筒、反力钢板、加压气囊、两个加压管以及两个泄压管，其中所述砂层、橡胶垫板、加压气囊和反力钢板依序位于取土模型箱内；两个加压管和两个泄压管插入在所述反力钢板且作用在加压气囊上；所述模型桩套在所述钢护筒内且与原状土的表层接触；所述两个加压管和两个泄压管分别位于所述钢护筒的两侧。本发明专利技术一方面设置插入钢护筒的模型桩，使得模型桩接触原状土的表层；另一方面设置加压气囊，使得对加压气囊进行加载压力，达到对原状土的多次测试；本发明专利技术结构简单。本发明专利技术结构简单。本发明专利技术结构简单。

【技术实现步骤摘要】
一种原状土中气囊加载模拟静压沉桩装置及其测试方法


[0001]本专利技术属于桩基础工程的
，尤其涉及一种原状土中气囊加载模拟静压沉桩装置及其测试方法。

技术介绍

[0002]桩基础具有抗震性能好、承载力高、沉降小、适用范围广等诸多优点，被广泛应用于高层建筑、桥梁、港口等工程中。预制桩主要通过锤击法、射水法、钻孔法、静压法沉桩，静压法因其独有的优点而备受青睐，但静压法在沉桩过程中常出现桩身上抬、引孔压桩、穿越地质断裂带等问题，这是由于在静力压桩过程中，桩身受力复杂及对静压桩的理论研究不够全面深入，需要进行室内试验，研究静压桩的沉桩机理。
[0003]原状土易扰动，取样存在一定难度，目前室内的静压桩试验常将原状土烘干、碾碎，再按照原状土的密度和含水率重新制成的重塑土来代替原状土。但重塑土与原状土的结构仍存在明显差别，重塑土与原状土相比强度也明显降低，且现有室内静压桩试验，无法较真实模拟上层土重对静压沉桩过程的影响，影响试验结果的准确性和可靠性，无法进一步研究静压桩的复杂受力及沉桩机理。
[0004]所以亟需专利技术一种模拟足尺原状土沉桩试验综合装置及其方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种设置模型桩和加压气囊且结构简单的一种原状土中气囊加载模拟静压沉桩装置及其测试方法。
[0006]本专利技术提供一种原状土中气囊加载模拟静压沉桩装置，其包括：装载原状土的取土模型箱、模型桩、橡胶垫板、砂层、钢护筒、反力钢板、加压气囊、两个加压管以及两个泄压管，其中所述砂层、橡胶垫板、加压气囊和反力钢板依序位于取土模型箱内；两个加压管和两个泄压管插入在所述反力钢板且作用在加压气囊上；所述模型桩套在所述钢护筒内且与原状土的表层接触；所述两个加压管和两个泄压管分别位于所述钢护筒的两侧。
[0007]进一步地，所述取土模型箱包括由四个侧面围设形成的框体、盖在所述框体上的模型箱顶盖、以及位于所述框体底部且与所述模型箱顶盖相对设置的模型箱底盖。
[0008]进一步地，所述取土模型箱还包括多个连接环、以及可套在每个连接环内的连接螺栓，其中所述框体上端和下端、模型箱顶盖和模型箱底盖均设有连接环；当需要将上模型箱顶盖盖在框体时，连接螺栓套在固定在模型箱顶盖上的连接环和固定在框体上端的连接环之间；当需要将模型箱底盖固定在框体底部时，所述连接螺栓套在固定在模型箱底盖上的连接环和固定在框体下端的连接环之间。
[0009]进一步地，所述模型箱顶盖、反力钢板、橡胶垫板、加压气囊、橡胶垫板均设有预留模型桩桩位，所述钢护筒依序穿过所述模型箱顶盖、反力钢板、橡胶垫板、加压气囊和橡胶垫板。
[0010]进一步地，所述模型箱顶盖和反力钢板均设有相对设置的两个预留加压管管位、
以及位于两个预留加压管管位之间的两个预留泄压管管位；所述两个加压管分别穿过两个预留加压管管位，两个泄压管分别穿过两个预留泄压管管位。
[0011]进一步地，所述预留加压管管位、预留泄压管管位以及预留模型桩桩位均为通孔，预留加压管管位的中心线、预留泄压管管位的中心线以及预留模型桩桩位的中心线在同一直线上。
[0012]进一步地，所述模型桩为实心圆柱状的混凝土，其上安装多种测试传感器。
[0013]进一步地，所述加压气囊由高强橡胶制成。
[0014]进一步地，所述加压管和泄压管为高强橡胶软管，
[0015]本专利技术还提供一种原状土中气囊加载模拟静压沉桩装置的测试方法，包括如下步骤：
[0016]S1：原状土装载在取土模型箱内，且原状土高出取土模型箱的上端；然后安装模型箱顶盖后翻转取土模型箱，安装模型箱底盖；最后运送取土模型箱至试验室；
[0017]S2：拆卸模型箱顶盖，挖取部分取土模型箱中的原状土至试验平面；
[0018]S3：在取土模型箱的原状土上平铺一层砂层；然后依序覆盖橡胶垫板、加压气囊、反力钢板和模型箱顶盖，将加压气囊上的加压管8、泄压管穿过反力钢板和模型箱顶盖；
[0019]S4：在预留桩位中垂直插入钢护筒至砂层层底；然后将模型桩2插入钢护筒5使得模型桩2接触原状土的表层；
[0020]S5：安装加压设备且加压设备通过加压管对加压气囊施加压力，加压设备与控制装置连接，控制沉桩过程的压桩力及上层土重。
[0021]本专利技术一方面设置插入钢护筒的模型桩，使得模型桩接触原状土的表层；另一方面设置加压气囊，使得对加压气囊进行加载压力，达到对原状土的多次测试；本专利技术结构简单。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例的原状土中气囊加载模拟静压沉桩装置的立体分解图；
[0023]图2为本专利技术实施例的原状土中气囊加载模拟静压沉桩装置的结构示意图；
[0024]图3为本专利技术实施例的气囊预加载的结构示意图。
具体实施方式
[0025]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0026]本专利技术公开一种原状土中气囊加载模拟静压沉桩装置，如图1至图3所示，其包括：装载原状土的取土模型箱1、模型桩2、橡胶垫板3、砂层4、钢护筒5、反力钢板6、加压气囊7、两个加压管8以及两个泄压管9，其中砂层4、橡胶垫板3、加压气囊7和反力钢板6依序位于取土模型箱1内；模型桩2套在钢护筒5内。
[0027]其中取土模型箱1为厚度为4mm
‑
6mm的厚钢板焊接而成的中空正方体，其尺寸为(1500mm
‑
2500mm)
×
(1500mm
‑
2500mm)
×
(1500mm
‑
2500mm)。
[0028]取土模型箱1为钢板焊接而成的正方体，直径、高度由试验所需原状土尺寸所定，
上下敞口，下端具有刀刃，取土时对土样的扰动较小能够最大限度地保持取样过程中土体的原始性状。
[0029]取土模型箱1包括由四个侧面围设形成的框体1
‑
0、盖在框体1
‑
0上的模型箱顶盖1
‑
1、位于框体1
‑
0底部且与模型箱顶盖1
‑
1相对设置的模型箱底盖1
‑
2、多个连接环1
‑
3、以及可套在每个连接环1
‑
3内的连接螺栓1
‑
4，其中框体1
‑
0上端和下端、模型箱顶盖1
‑
1和模型箱底盖1
‑
2均设有连接环1
‑
3；当需要将上模型箱顶盖1
‑
1盖在框体1
‑
0时，连接螺栓1
‑
4套在固定在模型箱顶盖1
‑
1上的连接环1
‑
3和固定在框体1
‑
0上端的连接环1
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原状土中气囊加载模拟静压沉桩装置，其特征在于，其包括：装载原状土的取土模型箱、模型桩、橡胶垫板、砂层、钢护筒、反力钢板、加压气囊、两个加压管以及两个泄压管，其中所述砂层、橡胶垫板、加压气囊和反力钢板依序位于取土模型箱内；两个加压管和两个泄压管插入在所述反力钢板且作用在加压气囊上；所述模型桩套在所述钢护筒内且与原状土的表层接触；所述两个加压管和两个泄压管分别位于所述钢护筒的两侧。2.根据权利要求1所述的原状土中气囊加载模拟静压沉桩装置，其特征在于，所述取土模型箱包括由四个侧面围设形成的框体、盖在所述框体上的模型箱顶盖、以及位于所述框体底部且与所述模型箱顶盖相对设置的模型箱底盖。3.根据权利要求2所述的原状土中气囊加载模拟静压沉桩装置，其特征在于，所述取土模型箱还包括多个连接环、以及可套在每个连接环内的连接螺栓，其中所述框体上端和下端、模型箱顶盖和模型箱底盖均设有连接环；当需要将上模型箱顶盖盖在框体时，连接螺栓套在固定在模型箱顶盖上的连接环和固定在框体上端的连接环之间；当需要将模型箱底盖固定在框体底部时，所述连接螺栓套在固定在模型箱底盖上的连接环和固定在框体下端的连接环之间。4.根据权利要求2所述的原状土中气囊加载模拟静压沉桩装置，其特征在于，所述模型箱顶盖、反力钢板、橡胶垫板、加压气囊、橡胶垫板均设有预留模型桩桩位，所述钢护筒依序穿过所述模型箱顶盖、反力钢板、橡胶垫板、加压气囊和橡胶垫板。5.根据权利要求4所述的原状土中气囊加载模拟静压沉桩装置，其特征在于，所述模型箱顶盖和反力钢板均设有相对设置的两个预留加压管管位、以及位于两个预留加压管管位之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永洪，张传通，仉文岗，武传财，林沛元，时二欢，吴江斌，杨彪，张启军，马鹏程，黎泳钦，王新，林西伟，刘光磊，刘海军，
申请(专利权)人：中建中新建设工程有限公司青岛绿色理工岩土工程有限公司，
类型：发明
国别省市：