不同冻土类型和温度下基桩模型承载力试验装置制造方法及图纸

本申请涉及基桩承载力试验领域，尤其是涉及不同冻土类型和温度下基桩模型承载力试验装置，包括试验箱，试验箱上方设置有反力架，反力架上设置有竖直向下延伸至试验箱内部基桩模型，试验箱上设置有向基桩模型上施加压力的加压组件、控制试验箱内部温度的控温组件以及用于计算基桩模型所受轴向力大小、以及基桩模型在压力下沿自身轴线移动距离的数据采集组件，达到了能够顺利进行桩基础在不同冻土条件下承载力变化试验，同时减少成本的效果。同时减少成本的效果。同时减少成本的效果。

【技术实现步骤摘要】
不同冻土类型和温度下基桩模型承载力试验装置


[0001]本申请涉及基桩承载力试验领域，尤其是涉及不同冻土类型和温度下基桩模型承载力试验装置。

技术介绍

[0002]目前冻土是一种对温度变化极为敏感、具有流变性的土体介质，气候变暖与工程扰动均易引起冻土存在形态的改变，从而对地基承载力产生不利的影响。
[0003]现有的，冻土区的工程建设多采用选址避让、土方换填、造价较高的桩基础等工程措施，结合热棒、通风管等强制式调节冻土温度的方式解决冻土地基承载力受外界环境扰动的问题。经过大量的工程建设实例和科学研究成果证实，桩基础在解决冻土区工程病害问题上取得了巨大的成功。同时，科研工作者也发现冻土分布不连续、冻土类型的复杂多样以及冻土温度差异性大等因素在一定程度上影响桩基础的承载力。
[0004]上述中的现有技术方案存在以下缺陷：受限于冻土区严寒、缺氧的恶劣气候环境和施工建设工期及经济成本，无法开展现场试验研究桩基础在不同冻土条件下的承载力变化特征。

技术实现思路

[0005]本申请为了能够进行桩基础在不同冻土条件下承载力变化试验，同时降低试验成本，提供了不同冻土类型和温度下基桩模型承载力试验装置。
[0006]本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0007]一种不同冻土类型和温度下基桩模型承载力试验装置，包括试验箱，试验箱上方设置有反力架，基桩模型设置在反力架上并且竖直向下延伸至试验箱内部，试验箱上设置有向基桩模型上施加压力的加压组件、控制试验箱内部温度的控温组件以及用于计算基桩模型所受轴向力大小、基桩模型在压力下沿自身轴线移动距离的数据采集组件。
[0008]通过采用上述方案，检测基桩在不同冻土类型以及温度下的承载力时，需要同时考量基桩自身沉降位移以及周边环境两个影响因素；试验之前，根据试验需求在试验箱中加入特定冻土类型的试验用土，试验用土将基桩模型固定在试验箱中；试验过程中，反力架上的加压组件逐渐向基桩模型上增大压力，同时控温组件可以根据人们的需要为基桩模型提供特定温度的外界环境，此时数据采集组件可以检测到基桩模型在不同压力作用下，桩身下降的距离，而且可以检测出基桩模型收到的轴向力的大小，综合数据，人们可以计算出基桩模型的桩端承载力以及桩侧摩擦力，最终可以完成桩基础在不同冻土条件下承载力变化试验，同时减少成本。
[0009]优选的，所述控温组件包括设置在试验箱内部的温控毛细管，温控毛细管的两端联通有冷媒介质循环箱，冷媒介质循环箱联通有制冷设备和制热设备。
[0010]优选的，试验箱内部设置有试验用土，试验用土内部设置有多个温度传感器，多个温度传感器位于同一竖直直线上，温度传感器耦接有计算机，计算机还与制冷设备、制热设
备、冷媒介质循环箱耦接。
[0011]优选的，试验用土中预留有用于放置基桩模型的预留孔，预留孔的侧壁内部嵌设有辅助钢筋，数据采集组件包括沿着辅助钢筋的长度方向依次设置在辅助钢筋上的振弦式传感器，振弦式传感器耦接有数据采集仪。
[0012]优选的，预留孔的底部设置有与数据采集仪耦接的钢弦式压力传感器。
[0013]优选的，加压组件包括设置在基桩模型顶部的千斤顶，千斤顶上方设置有上承压板，上承压板与反力架相连接。
[0014]优选的，千斤顶与基桩模型之间设置有用于保护基桩模型的试桩连接件。
[0015]优选的，数据采集组件包括安装在试验箱内壁上的安装座，安装座上设置有电子位移计，电子位移计与计算机耦接。
[0016]综上所述，本申请具有以下技术效果：
[0017]1.通过设置了基桩模型承载力试验装置，试验装置可以为基桩模型模拟出不同冻土类型、不同温度的外界环境，这样可以方便人们进行基桩承载力试验，而且可以减少成本；
[0018]2.通过设置了控温组件，控温组件内部的计算机可以控制制冷设备和制热设备的工作状态，制冷设备或者制热设备中的冷媒或者热媒会进入到温控毛细管中，温控毛细管被埋设在试验箱中的试验土中，所以温控毛细管会改变试验土的温度；
[0019]3.通过设置了试桩连接件，千斤顶通过试桩连接件向基桩模型上加压，试桩连接件可以增大基桩模型与千斤顶之间的接触面积，试桩连接件可以对基桩模型的桩头进行保护，达到降低基桩模型端头受损的可能性。
附图说明
[0020]图1是本申请实施例中试验装置的整体结构图；
[0021]图2是本申请实施例中试验装置断面以及控制示意图。
[0022]图中，1、试验箱；11、试验用土；12、预留孔；2、反力架；3、加压组件；31、千斤顶；32、上承压板；33、试桩连接件；34、横梁；35、下承压板；4、控温组件；41、温控毛细管；42、冷媒介质循环箱；43、制冷设备；44、制热设备；45、温度传感器；46、计算机；5、数据采集组件；51、振弦式传感器；52、钢弦式传感器；53、数据采集仪；54、安装座；55、电子位移计；56、检测支架；6、基桩模型；7、辅助钢筋。
具体实施方式
[0023]以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
[0024]参照图1和图2，本申请提供了一种不同冻土类型和温度下基桩模型承载力试验装置，包括试验箱1、反力架2、加压组件3、控温组件4以及数据采集组件5，试验箱1的上端面敞开，试验箱1的侧壁材质为具有保温隔热功能的钢结构材质，基桩模型6竖直设置在试验箱1内部，反力架2设置在试验箱1上方，加压组件3设置在反力架2上并且可以向下为基桩模型6施加不同的压力，控温组件4设置在试验箱1上并且可以根据人们的需要调整或者维持试验箱1内部的温度，数据采集组件5设置在试验箱1上并且可以计算基桩模型6收受到的轴向力大小以及基桩模型6在压力下沿自身轴线移动距离。
[0025]试验装置使用时，根据人们需要的冻土类型，在试验箱1中加入试验用土11，此时需要为基桩模型6预留出至少一个预留孔12，然后将基桩模型6竖直插入到预留孔12中；试验过程中，控温组件4使试验箱1中的试验用土11维持一定的温度，加压组件3根据人们的需要逐渐向基桩模型6上加压，此时数据采集组件5可以检测到基桩模型6在不同压力作用下，桩身下降的距离，而且可以检测出基桩模型6受到的轴向力的大小，综合数据，人们可以计算出基桩模型6的桩端承载力以及桩侧摩擦力，最终可以完成桩基础在不同冻土类型和温度条件下承载力变化特征的试验，降低了成本。
[0026]参照图2，控温组件4包括温控毛细管41、冷媒介质循环箱42、制冷设备43、制热设备44、温度传感器45以及计算机46，温度传感器45共设置有多个，多个温度传感器45被预埋在试验箱1中的试验用土11中，并且多个温度传感器45位于一竖直直线上；计算机46、制冷设备43、制热设备44以及冷媒介质循环箱42均为试验箱1外接结构，计算机46与制冷设备43、制热设备44以及温度传感器45耦接，温度传感器45检测到的温度信号可以被计算机46获取，计算机46还可以根据获取的温度信号对制冷设备43或者本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不同冻土类型和温度下基桩模型承载力试验装置，其特征在于：包括试验箱(1)，试验箱(1)上方设置有反力架(2)，基桩模型(6)设置在反力架(2)上并且竖直向下延伸至试验箱(1)内部，试验箱(1)上设置有向基桩模型(6)上施加压力的加压组件(3)、控制试验箱(1)内部温度的控温组件(4)以及用于计算基桩模型(6)所受轴向力大小、基桩模型(6)在压力下沿自身轴线移动距离的数据采集组件(5)。2.根据权利要求1所述的不同冻土类型和温度下基桩模型承载力试验装置，其特征在于：所述控温组件(4)包括设置在试验箱(1)内部的温控毛细管(41)，温控毛细管(41)的两端联通有冷媒介质循环箱(42)，冷媒介质循环箱(42)联通有制冷设备(43)和制热设备(44)。3.根据权利要求2所述的不同冻土类型和温度下基桩模型承载力试验装置，其特征在于：试验箱(1)内部设置有试验用土(11)，试验用土(11)内部设置有多个温度传感器(45)，多个温度传感器(45)位于同一竖直直线上，温度传感器(45)耦接有计算机(46)，计算机(46)还与制冷设备(43)、制热设备(44)、冷媒介质循环箱(42)耦接。4.根据权利要求3所述的不同冻土类型和温度下基桩模型承载力...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兴，张小兵，张瑞琦，孔令伟，刘贺业，蔡汉成，赵相卿，张国军，苟海瑞，任庆钊，吴冠仲，孙博，
申请(专利权)人：中铁西北科学研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：