【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种室内挤土桩挤土效应模拟实验系统，属于岩土工程。
技术介绍
1、挤土桩因其具有制作工艺简单、植桩方便、质量容易保证、造价低、施工速度快等优点，近年来在房屋建筑、跨海大桥等工程中得到了广泛应用。挤土桩在静压或振动沉桩过程中会对周围土体产生扰动、重塑以及挤压作用，桩周附近土体密度等参数不可避免地会发生变化，使土体在径向上呈现出不均匀性。挤土效应会产生土体垂直隆起和水平移动，同时沉桩过程改变了桩周扰动区域土体的应力状态和性质，产生很高的超孔隙水压力以及硬化或软化效应，将对后续相邻桩的贯入施工及桩的承载性能造成显著影响。
2、目前实际工程中多采用挤土桩进行地基加固，而实际的挤土桩施工会造成显著的挤土效应。另外，目前已知的影响挤土桩挤土效应的因素众多，如打桩速度、桩径、土体含水率等，这些因素对挤土桩挤土效应的影响程度和规律如何，目前的研究还不全面和深入，更无法从挤土效应最为显著的桩的半圆切面来直观的观测打桩过程中土体的位移变化规律。
3、因此，亟需开发一种室内挤土桩挤土效应模拟实验系统来解决上述问题。
技术实现思路
1、本申请旨在提供一种室内挤土桩挤土效应模拟实验系统，为不同土层深度处的挤土桩沉桩模拟提供真实的应力环境，实现挤土桩贯入阻力和桩周土扰动位移场的测试，克服以往室内模型试验无法获取挤土效应引起的土层性质演化的缺陷。
2、为实现上述目的，本申请提供了一种室内挤土桩挤土效应模拟实验系统，其特征在于，包括：模型箱、模型挤土桩、气压控制系统、
3、所述气压控制系统、荷载控制系统、含水率变化系统包括液压气囊，充气装置，横梁，液压千斤顶，加压装置，进水管，排水管，带刻度储水箱。
4、液压气囊包裹模型挤土桩的侧面和桩尖，液压气囊连接充气装置，通过对液压气囊施加气压可改变模型挤土桩的桩径，模拟不同桩径的挤土试验。液压千斤顶固定在横梁底面，连接着加压装置。在模型箱的左上方设进水管，为了方便填土时排水，填土前在模型箱内表面铺设一层橡胶垫，在模型箱右下方设排水管并外接带刻度储水箱。
5、所述数据采集系统包括测斜管、测斜仪、计算机采集模块、孔隙水压力计、百分表。
6、测斜管和测斜仪为土位移测试装置，测斜管垂直埋设至模型箱内土体底，沿模型挤土桩四周等间距布置，测斜仪一端放入在测斜管内，一端连接计算机采集模块，孔隙水压力计埋设在土体内，沿土体上下等间距布置，百分表架设在土体的表面等间距布置组成数据采集系统。
7、进一步的，所述一种室内挤土桩挤土效应模拟实验系统，其特征在于，所述试验箱体包括角钢焊接外部结构框架，钢化玻璃板、下部橡胶垫。
8、进一步的，所述一种室内挤土桩挤土效应模拟实验系统，其特征在于，所述试验箱体左上方设有进水口，右下方设有排水管，排水管外接带刻度的储水桶。
9、进一步的，所述一种室内挤土桩挤土效应模拟实验系统，其特征在于，所述液压千斤顶安装在横梁上，连接可控制荷载的加压装置。
10、进一步的，所述一种室内挤土桩挤土效应模拟实验系统，其特征在于，所述横梁由两根尺寸为1740mmⅹ500mmⅹ60mm的钢板组成，横梁为不锈钢空心横梁，并开有孔洞用于加压装置、充气装置和数据采集系统穿过和模型挤土桩的固定。
11、进一步的，所述一种室内挤土桩挤土效应模拟实验系统，其特征在于，包括：
12、根据试验需求确定土的各项参数并完成土样配制，采用分层击实的方法进行填土，当填土高度达到试验不同预设高度时，将孔隙水压力计等间距布置在挤土桩周围，其他高度位置相同排列，同时将测斜管埋设在土体内。
13、当土层填筑完毕后，安装模型挤土桩，将模型挤土桩置于沉桩位置，桩尖顶面与土面齐平，使用钢钉使模型挤土桩在初始位置平衡，伸长液压千斤顶使其能恰好接触桩顶，放置测斜仪，通过导线连接计算机采集模块，同时在对应位置架设百分表。
14、然后对各采集装置进行调试、清零；接着将模型管桩穿过气压室内圆筒，竖直立于圆孔中，并与土面接触；通过液压千斤顶施加荷载，使挤土桩缓慢贯入土中，采集数据并记录。
15、本申请的有益效果是：
16、(1)通过改变气压大小，实现了不同桩径的挤土桩沉桩模拟，并可对挤土桩挤土引起的土体垂直隆起和水平移动进行整体量测；
17、(2)通过进水管和出水管调节含水量，可实现不同含水率土体的挤土桩挤土效应测试；
18、(3)装置具有荷载可控、可视化观测、操作简便等优点；且安装方便，可拆卸，便于更换部件和清洗。
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1.一种室内挤土桩挤土效应模拟实验系统，其特征在于，包括模型箱、模型挤土桩、气压控制系统、荷载控制系统、含水率变化系统、数据采集系统；
2.根据权利要求1所述的一种室内挤土桩挤土效应模拟实验系统，其特征在于，所述模型箱长为1800mm，宽为1200mm，高为1800mm，钢化玻璃板厚30mm，试验箱体外部用角钢焊接加固，角钢边宽110mm，边厚7mm，侧平面采用钢化玻璃板制作。
3.根据权利要求1所述的一种室内挤土桩挤土效应模拟实验系统，其特征在于，所述模型挤土桩由顶部密封的半圆柱体和桩尖组成，通过可滑移钢钉使其在初始位置平衡，半圆柱体直径为400mm，高500mm，桩尖直径为400mm，高100mm，孔洞直径为10mm。
4.根据权利要求1所述的一种室内挤土桩挤土效应模拟实验系统，其特征在于，所述液压千斤顶，液压千斤顶连接可控制荷载大小的装置，用以将模型挤土桩贯入土体并模拟不同荷载的挤土试验。
5.根据权利要求1所述的一种室内挤土桩挤土效应模拟实验系统，其特征在于，所述测斜管和测斜仪为土位移测试装置，可用于监测实时的土位移。>
6.根据权利要求1所述的一种室内挤土桩挤土效应模拟实验系统，其特征在于，所述横梁为不锈钢空心横梁，由两根尺寸为1740mmⅹ500mmⅹ60mm钢板组成，并预留了若干个孔洞。
...【技术特征摘要】
1.一种室内挤土桩挤土效应模拟实验系统，其特征在于，包括模型箱、模型挤土桩、气压控制系统、荷载控制系统、含水率变化系统、数据采集系统；
2.根据权利要求1所述的一种室内挤土桩挤土效应模拟实验系统，其特征在于，所述模型箱长为1800mm，宽为1200mm，高为1800mm，钢化玻璃板厚30mm，试验箱体外部用角钢焊接加固，角钢边宽110mm，边厚7mm，侧平面采用钢化玻璃板制作。
3.根据权利要求1所述的一种室内挤土桩挤土效应模拟实验系统，其特征在于，所述模型挤土桩由顶部密封的半圆柱体和桩尖组成，通过可滑移钢钉使其在初始位置平衡，半圆柱体直径为400mm，高5...
【专利技术属性】
技术研发人员：邱恩喜，郝生，肖飞知，杜宪武，舒中文，孙希望，邵永波，甯尤军，杨婷婷，路建国，程云建，刘君，郑贺斌，赵岑，张蕊，聂文峰，万旭升，渠孟飞，晏忠瑞，王知深，刘凤云，肖杰，熊小田，赵剑杰，潘宏宇，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：
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