【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及静力载荷试验，具体的说是一种静力载荷试验装置及方法。
技术介绍
1、在土木工程建设过程中，对大型建筑物的基坑、桩基以及符合地基的承载力测定试验中，静力载荷试验为各种测试手段中的最佳测试手段。现有技术中，静力载荷试验过程中需要将承压板置于地基表面，其上部堆设有重力块、下部设置有千斤顶，由千斤顶对测试点进行逐级加载，检测相应载荷下承压板的沉降量。但是，这种试验方法具有以下缺陷：
2、1、静力载荷试验的反力装置为混凝土配重块或者地锚系统，其中，混凝土配重块放置在承压板上时，需要吊车、运输车辆相互配合搬运，运输成本以及吊装成本较高；同时，部分城市地区的街道狭窄不易进行配重块的吊装。地锚系统多应用于基坑土质较好的情况，若土质较为松软，地锚系统很难提供试验所需的反力。反力装置安装在测试点附近，容易破坏土层，造成测试数据失效。
3、2、向测试点施加的载荷通过千斤顶进行测量，以及通过千斤顶向测试点逐级加载，千斤顶安装在承载板的下方，安装过程存在安全问题，且需要额外油泵进行测试。
4、因此，专利一种静载荷试验的检测装置及其检测方法(专利号：cn201510420546.7)，采用水做配重，通过检测装置中水的容量控制加载、卸载的过程，避免了常规检测方法中重物装卸的麻烦和耗时；且检测过程中，不必通过顶升千斤顶的方式来读取载荷数据，而是边注水变监测。但是，水作为施力介质其密度较小，达到测试点所需载荷需要水的体积非常大，进而需要体积较大的检测装置，不便于安装。若将水换成更高密度的固态介质加入检测装置内对测
技术实现思路
1、为了解决现有技术中固态介质流动性差导致的局部堆积的问题，本专利技术提供一种静力载荷试验装置及方法，减小了试验装置的体积，便于安装；避免检测装置内出现局部堆积的问题，使静力荷载试验结果更加精确。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的具体方案为：一种静力载荷试验装置，包括用于检测基坑沉降量的检测单元和用于向测试点施加载荷的施力单元，施力单元通过多个为其提供横向支撑的支撑杆设置在基坑内，其特征在于：所述施力单元包括顶板和底板，顶板和底板的边缘通过柔性件相连接形成具有容纳腔的容料囊，容料囊内填充有由三种粒径钢球和润滑油混合形成的类液态介质，钢球的粒径之比为1:3:6；底板的中心位置设置有用于检测测试点载荷的压力传感器，顶板的中心位置设置有测量标识点，所述检测单元包括用于检测顶板和底板间距的位移传感器以及设置在基坑外并用于检测测量标识点高度的全站仪。
3、作为上述一种静力载荷试验装置的一种优化方案：所述柔性件外侧设置有多组与支撑杆相对应且能够套设在支撑杆上的套环，每组套环同轴设置且沿柔性件高度方向间隔分布。
4、作为上述一种静力载荷试验装置的另一种优化方案：所述底板的中心位置凸向其下方形成凸台，凸台的下表面与测试点相接触，且压力传感器设置在凸台的下表面。
5、作为上述一种静力载荷试验装置的另一种优化方案：顶板上开设有能够供类液态介质进入容纳腔内的进入口，底板上开设有能够供类液态介质流出容纳腔的出口。
6、作为上述一种静力载荷试验装置的另一种优化方案：所述顶板上设置有多个排气孔。
7、作为上述一种静力载荷试验装置的另一种优化方案：钢球的直径分别为10mm、30mm和60mm，三者的质量比为应满足：m60：m10≥5、m302：＝1-3；且每立方米钢球混合有1kg-5kg的润滑油。
8、作为上述一种静力载荷试验装置的另一种优化方案：钢球的直径分别为10mm、30mm和60mm，三者的质量比为1:3:5，且每立方米钢球混合有1kg-5kg的润滑油。
9、一种静力载荷试验方法，该方法基于上述的一种静力载荷试验装置，包括以下步骤：
10、s1，通过支撑杆将容料囊设置在基坑内，且底板的中心位置放置于测试点上，顶板处于水平状态，通过位移传感器检测顶板和底板的初始间距l0，通过全站仪检测测量标识点的初始高度h0；
11、s2，向容料囊内灌入类液态介质直至测试点载荷达到一级试验目标值，类液态介质进入容料囊后上表面处于水平状态，通过位移传感器检测顶板和底板的实时间距l实，通过全站仪检测测量标识点的实时高度h实，并依据初始间距l0和初始高度h0得到沉降量；
12、s3，重复上述s2直至完成各级试验目标值的试验，将容料囊内的类液态介质抽出。
13、作为上述一种静力载荷试验方法的一种优化方案：所述s2中，沉降量为(h实-l实)-(h0-l0)。
14、作为上述一种静力载荷试验方法的另一种优化方案：所述s2中，类液态介质以10kpa/min的速度灌入容料囊内，直至测试点载荷达到一级试验目标值的90％；然后，类液态介质以1kpa/min的速度灌入容料囊内，直至测试点载荷达到一级试验目标值。
15、与现有技术相比，本专利技术有如下有益效果：
16、1、本专利技术提供了一种静力载荷试验装置及方法，通容料囊内填充有由三种粒径钢球和润滑油混合形成的类液态介质，钢球的粒径之比为1:3:6，钢球的密度大，相同载荷需要钢球的体积较小，便于运输且减小了试验装置的体积，便于试验装置的安装；且小粒径的钢球能够插空位于大粒径钢球之间，减小钢球的孔隙度，在最小体积条件获得最大的质量，进一步减小试验装置的体积；类液体介质的流动性好，避免其出现局部堆积导致容料囊内出现不均匀力，提高试验结果的准确度。
17、2、本专利技术中，采用全站仪以及位移传感器检测测试点的沉降量，使沉降量的检测不受基坑下降的影响，进而使沉降量的检测更加准确。
18、3、本专利技术提供了一种静力载荷试验方法，类液态介质灌入前期和后期的速度不同，避免后期类液态介质落下的力对压力传感器检测产生影响，使压力传感器检测的值更加稳定。
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1.一种静力载荷试验装置，包括用于检测基坑沉降量的检测单元和用于向测试点施加载荷的施力单元，施力单元通过多个为其提供横向支撑的支撑杆(1)设置在基坑内，其特征在于：所述施力单元包括顶板(3)和底板(4)，顶板(3)和底板(4)的边缘通过柔性件(2)相连接形成具有容纳腔的容料囊，容料囊内填充有由三种粒径钢球和润滑油混合形成的类液态介质，钢球的粒径之比为1:3:6；底板(4)的中心位置设置有用于检测测试点载荷的压力传感器(7)，顶板(3)的中心位置设置有测量标识点(303)，所述检测单元包括用于检测顶板(3)和底板(4)间距的位移传感器(5)以及设置在基坑外并用于检测测量标识点(303)高度的全站仪(9)。
2.如权利要求1所述的一种静力载荷试验装置，其特征在于：所述柔性件(2)外侧设置有多组与支撑杆(1)相对应且能够套设在支撑杆(1)上的套环(201)，每组套环(201)同轴设置且沿柔性件(2)高度方向间隔分布。
3.如权利要求1所述的一种静力载荷试验装置，其特征在于：所述底板(4)的中心位置凸向其下方形成凸台(402)，凸台(402)的下表面与测试点相接触
4.如权利要求1所述的一种静力载荷试验装置，其特征在于：顶板(3)上开设有能够供类液态介质进入容纳腔内的进入口(301)，底板(4)上开设有能够供类液态介质流出容纳腔的出口(401)。
5.如权利要求1所述的一种静力载荷试验装置，其特征在于：所述顶板(3)上设置有多个排气孔(302)。
6.如权利要求1所述的一种静力载荷试验装置，其特征在于：钢球的粒径分别为10mm、30mm和60mm，三者的质量比为应满足：m60：m10≥5、m302：(m10×m60)＝1-3；且每立方米钢球混合有1kg-5kg的润滑油。
7.如权利要求1所述的一种静力载荷试验装置，其特征在于：钢球的粒径分别为10mm、30mm和60mm，三者的质量比为1:3:5，且每立方米钢球混合有1kg-5kg的润滑油。
8.一种静力载荷试验方法，该方法基于权利要求1-7任意一项所述的一种静力载荷试验装置，其特征在于，包括以下步骤：
9.如权利要求8所述的一种静力载荷试验方法，其特征在于：所述S2中，沉降量为(h实-l实)-(h0-l0)。
10.如权利要求8所述的一种静力载荷试验方法，其特征在于：所述S2中，类液态介质以10Kpa/min的速度灌入容料囊内，直至测试点载荷达到一级试验目标值的90％；然后，类液态介质以1Kpa/min的速度灌入容料囊内，直至测试点载荷达到一级试验目标值。
...【技术特征摘要】
1.一种静力载荷试验装置，包括用于检测基坑沉降量的检测单元和用于向测试点施加载荷的施力单元，施力单元通过多个为其提供横向支撑的支撑杆(1)设置在基坑内，其特征在于：所述施力单元包括顶板(3)和底板(4)，顶板(3)和底板(4)的边缘通过柔性件(2)相连接形成具有容纳腔的容料囊，容料囊内填充有由三种粒径钢球和润滑油混合形成的类液态介质，钢球的粒径之比为1:3:6；底板(4)的中心位置设置有用于检测测试点载荷的压力传感器(7)，顶板(3)的中心位置设置有测量标识点(303)，所述检测单元包括用于检测顶板(3)和底板(4)间距的位移传感器(5)以及设置在基坑外并用于检测测量标识点(303)高度的全站仪(9)。
2.如权利要求1所述的一种静力载荷试验装置，其特征在于：所述柔性件(2)外侧设置有多组与支撑杆(1)相对应且能够套设在支撑杆(1)上的套环(201)，每组套环(201)同轴设置且沿柔性件(2)高度方向间隔分布。
3.如权利要求1所述的一种静力载荷试验装置，其特征在于：所述底板(4)的中心位置凸向其下方形成凸台(402)，凸台(402)的下表面与测试点相接触，且压力传感器(7)设置在凸台(402)的下表面。
4.如权利要求1所述的一种静力载荷试验装置，其特征在于：顶板(3)上开设有能够供类液态介质...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁延召，朱晗宇，张亚鹏，刘飞，程成，翟聚云，王栩镐，丁佳康，
申请(专利权)人：河南城建学院，
类型：发明
国别省市：
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