本发明专利技术涉及一种测试注浆成型螺纹抗拔桩桩土接触面力学性质的方法，将螺纹抗拔桩桩身平面展开，采用多功能界面剪切仪，进行螺纹抗拔桩桩土接触面的剪切测试，获得剪切应力和相对剪切位移之间的关系，获得注浆成型螺纹抗拔桩桩土接触面力学特性，该方法包括依次以下步骤：土样制备；混凝土试块的制作；试验准备；向土样及混凝土试块施加法向载荷；进行剪切试验；试验结束。与现有技术相比，通过本发明专利技术的方法，可以了解注浆成型螺纹抗拔桩桩侧摩阻力的发挥特性和荷载传递规律，得到这一新型螺纹抗拔桩的关键性设计参数即螺纹间距的优化设计值，从而合理地指导注浆成型螺纹抗拔桩的工程实践，确保新型桩基推广应用的经济性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基础工程建设领域中桩土接触面力学性质的方法，尤其是涉及一种。
技术介绍
随着社会经济的发展和城市化进程的加快，地下空间的利用成为新的发展方向。但在我国沿海软土地区，由于地下水位较高，大规模地下建筑的抗浮问题成为地下工程界的焦点问题。设置抗拔桩是解决地下工程抗浮问题的常用方法，长期以来得到广泛的应用。注浆成型螺纹桩是一种新型的抗拔桩，借鉴于传统螺纹桩的抗拔机理和后注浆技术，使螺纹桩在沿海软土地区得以应用，有着广阔的应用前景。抗拔桩的承载能力主要取决于桩侧阻力，注浆成型螺纹桩抗拔承载力的提高主要 源于桩土接触界面的改变，螺纹桩通过桩身螺牙改变了桩与土的相互作用方式，使桩土接触面的力学性质得到改善，极大的提高了桩侧阻力。对于抗拔桩，通过桩土接触面剪切应力和相对剪切位移之间的关系可以分析抗拔桩桩侧摩阻力发挥特性和荷载传递规律，进而了解抗拔桩的承载变形特性。因此，对注浆成型螺纹桩桩土接触面的力学性质的研究具有巨大的工程价值。目前，注浆成型螺纹桩的应用尚处于起步阶段，国内外对其承载能力的研究并不充分，对螺纹桩桩土接触面力学性质的研究基本处于空白状态。为弥补螺纹桩现有研究的不足，针对螺纹桩抗拔承载力研究亟待解决的问题，本专利技术提出一种测试注浆成型螺纹桩桩土接触面力学性质的试验方法，从而更好的指导注浆成型螺纹抗拔桩的工程实践。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对注浆成型螺纹抗拔桩承载力研究亟待解决的问题，提出一种。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现注浆成型螺纹桩的桩土接触界面为复杂的三维螺旋几何形状，直接开展如此复杂界面特性研究无疑是相当困难的。通过将螺纹桩身平面展开不难发现，其平面展开图为平行的直线。因此，本专利技术拟将复杂的三维结构分析等价转换为较简单的平面分析。通过多功能界面剪切仪，进行螺纹桩桩土接触面的剪切试验，获得剪切应力和相对剪切位移之间的关系，从而了解注浆成型螺纹桩的桩土接触面力学特性。一种，采用多功能界面剪切仪进行测试，所述的多功能界面剪切仪包括试验平台、滚动轴承、剪切箱、承压板、垂直向加载系统、水平向加载系统、夹持设备及计算机自动数据采集处理系统，将螺纹抗拔桩桩身平面展开，采用多功能界面剪切仪，进行螺纹抗拔桩桩土接触面的剪切测试，获得剪切应力和相对剪切位移之间的关系，获得注浆成型螺纹抗拔桩桩土接触面力学特性。一种，该方法包括依次以下步骤(I) 土样制备；(2)混凝土试块的制作；(3)试验准备；(4)向土样及混凝土试块施加法向载荷；(5)进行剪切试验；(6)试验结束。步骤(I)所述的土样制备的过程严格按照《土工试验规程》SL237-032-1999执行； 每组土样都仅使用一次，绝不重复利用，确保初始力学性质相一致。步骤(2)所述的混凝土试块的制作中，混凝土拌制后15分钟内浇注，并在模板内表面涂一薄层矿物油，采用土工袋注浆成型模拟螺纹，混凝土试块成型后用不透水的薄膜覆盖表面，养护28天。在步骤(2)中，混凝土试件须根据注浆成型螺纹桩桩身材料(混凝土强度、土工袋材料和水灰比等)和桩身参数(螺纹间距、螺牙直径等)制作。步骤(3)所述的试验准备具体包括以下步骤将拆除四周模板的混凝土试块置于剪切箱的下盒中，并与剪切箱的下盒边缘齐平，将制备完成的土样置于剪切箱的上盒，土样置入剪切箱的上盒之前，用湿毛巾擦拭混凝土试块，以免混凝土表面吸收土样的水分，降低接触面附近土样的含水率。步骤(4)所述的向土样及混凝土试块施加法向载荷的具体方法如下清理多功能界面剪切仪的试验平台，摆正试验平台上的滚动轴承，并在滚动轴承表面涂抹机油，降低试验平台对剪切箱的摩擦作用，减少试验误差；将已装备好混凝土试块和土样的剪切箱从滑动平台推入到滚动轴承上，推动时保证剪切箱的上盒和下盒竖向对齐，防止错位；调节承压板的位置使其对准剪切箱的上盒，通过液压加载系统实施法向荷载，施加荷载时采用应力控制方式，使土样在法向力的作用下固结。步骤(5)所述的进行剪切试验的具体步骤如下当法向荷载施加完成后，向土样及混凝土试块施加水平荷载模拟抗拔桩的上拔，桩土接触面的剪切试验采用应变控制方式；试样剪切过程中的各项试验数据包括剪切力、相对剪切位移及相对法向位移通过计算机自动数据采集处理系统自动采集。步骤(6)所述的试验结束后，为保护加载系统，以免造成法向及水平向活塞损坏，关闭油源之后关闭多功能界面剪切仪的控制柜电源和控制程序。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果注浆成型螺纹抗拔桩是一种新型的抗拔桩基础形式，国内外对其承载能力的研究并不充分，对螺纹抗拔桩桩土接触面力学性质的研究基本处于空白状态。本专利技术提出一种注浆成型螺纹抗拔桩桩土接触面力学性质的测试方法，基于此可以了解注浆成型螺纹抗拔桩桩侧摩阻力的发挥特性和荷载传递规律，得到这一新型螺纹抗拔桩的关键性设计参数即螺纹间距的优化设计值，从而合理地指导注浆成型螺纹抗拔桩的工程实践，确保新型桩基推广应用的经济性。附图说明图I为本专利技术的操作流程示意图2为空间的螺纹抗拔桩结构示意图；图3为平面展开的螺纹抗拔桩结构示意图。具体实施方式 下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例注浆成型螺纹桩的桩土接触界面为复杂的三维螺旋几何形状，直接开展如此复杂界面特性研究无疑是相当困难的。通过将螺纹桩身平面展开不难发现，其平面展开图为平行的直线。因此，本实施例拟将复杂的三维结构分析等价转换为较简单的平面分析。通过多功能界面剪切仪，进行螺纹桩桩土接触面的剪切试验，获得剪切应力和相对剪切位移之间的关系，从而了解注浆成型螺纹桩的桩土接触面力学特性。采用多功能界面剪切仪进行测试，多功能界面剪切仪包括试验平台、滚动轴承、剪切箱、承压板、垂直向加载系统、水平向加载系统、夹持设备及计算机自动数据采集处理系统。一种，将螺纹抗拔桩桩身平面展开，采用多功能界面剪切仪，进行螺纹抗拔桩桩土接触面的剪切测试，获得剪切应力和相对剪切位移之间的关系，获得注浆成型螺纹抗拔桩桩土接触面力学特性。该测试方法包括依次以下步骤(I) 土样制备；(2)混凝土试块的制作；(3)试验准备；(4)向土样及混凝土试块施加法向载荷；(5)进行剪切试验；(6)试验结束。其操作流程图如图I所示。步骤(I) 土样制备的过程严格按照《土工试验规程》SL237-032-1999执行并得到土体主要物理力学指标；考虑到应力路径对土体与结构接触面物理力学性质的影响，每组土样都仅使用一次，绝不重复利用，确保初始力学性质相一致。试验用土取自中船上海长兴造船基地②3层灰色砂质粉土,层面标高约为-2. Om I. 5m,平均厚度为16m, 土体状态为由松散到稍密，渗透性较大，易于排水压密和强度提高。试验所用剪切箱尺寸为600_X400X200mm，制作尺寸为600_X400X 100_的混凝土试块。采用C30标号混凝土浇筑试块，浇筑过程在混凝土拌制后15分钟内完成，并需在模板内表面涂一薄层矿物油。采用土工袋并注浆成型模拟螺纹，水泥浆液的水灰比为O.55，土工袋直径为25mm，螺纹间距为170mm，螺牙与混凝土板的咬合深度为12. 5mm。混凝土试块示意图如图2及图3所示。试件成型后用不透水的薄膜覆盖表面，采用标准养护方法放入养护室养护28天。步骤(3)中试验准备具体包括以下步骤将拆除四周本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测试注浆成型螺纹抗拔桩桩土接触面力学性质的方法，采用多功能界面剪切仪进行测试，所述的多功能界面剪切仪包括试验平台、滚动轴承、剪切箱、承压板、垂直向加载系统、水平向加载系统、夹持设备及计算机自动数据采集处理系统，其特征在于，将螺纹抗拔桩桩身平面展开，采用多功能界面剪切仪，进行螺纹抗拔桩桩土接触面的剪切测试，获得剪切应力和相对剪切位移之间的关系，获得注浆成型螺纹抗拔桩桩土接触面力学特性。
【技术特征摘要】
1.一种测试注浆成型螺纹抗拔桩桩土接触面力学性质的方法，采用多功能界面剪切仪进行测试，所述的多功能界面剪切仪包括试验平台、滚动轴承、剪切箱、承压板、垂直向加载系统、水平向加载系统、夹持设备及计算机自动数据采集处理系统，其特征在于，将螺纹抗拔桩桩身平面展开，采用多功能界面剪切仪，进行螺纹抗拔桩桩土接触面的剪切测试，获得剪切应力和相对剪切位移之间的关系，获得注浆成型螺纹抗拔桩桩土接触面力学特性。2.根据权利要求I所述的一种测试注浆成型螺纹抗拔桩桩土接触面力学性质的方法，其特征在于，该方法包括依次以下步骤 (1)土样制备； (2)混凝土试块的制作； (3)试验准备； (4)向土样及混凝土试块施加法向载荷； (5)进行剪切试验； (6)试验结束。3.根据权利要求2所述的一种测试注浆成型螺纹抗拔桩桩土接触面力学性质的方法，其特征在于，步骤(I)所述的土样制备的过程严格按照《土工试验规程》SL237-032-1999执行；每组土样都仅使用一次，绝不重复利用，确保初始力学性质相一致。4.根据权利要求2所述的一种测试注浆成型螺纹抗拔桩桩土接触面力学性质的方法，其特征在于，步骤(2)所述的混凝土试块的制作中，混凝土拌制后15分钟内浇注，并在模板内表面涂一薄层矿物油，采用土工袋注浆成型模拟螺纹，混凝土试块成型后用不透水的薄膜覆盖表面，养护28天。5.根据权利要求2所述的一种测试注浆成型螺纹抗拔桩桩土接触面力学性质的方法，其特征在于，步骤(3)所述的试验准备具体包括以下步...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱建固，黄茂松，木林隆，陈宏伟，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
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