[发明专利]挤扩多盘半面桩原状土模型试验试件及试验方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑技术领域，是一种展示挤扩多盘桩土体试验的装置，以及利用这样装置的试验方法。

背景技术

挤扩多盘灌注桩又称多级挤扩钻孔灌注桩，或径向多节挤扩灌注桩，简称DX桩，意为多次扩孔。挤扩多盘灌注桩是在原有普通截面混凝土灌注桩基础上发展起来的一种新型变截面桩。它是从仿生学原理出发，仿树根根系结构，为充分挖掘地基土各硬土层的承载潜力，根据桩承载力要求和地基土特性，在桩身不同部位设置若干个变径承力盘而形成。

目前对于混凝土灌注桩的研究基本是有限元模拟分析，并辅助少量的现场试验验证，无法真正了解桩周土体的破坏情况。普通灌注桩的受力机理比较简单，且实际工程经验较多，基本可以掌握桩周土体的破坏情况，但挤扩多盘桩由于承力扩大盘的加入，土体破坏机理比较复杂，完全不同于普通灌注桩，因此以前的经验借鉴性较小，而大量的做现场试验成本高、周期长、成功率低，且常有的方法是通过静载试验测试结果研究，并将破坏后桩周土挖开，观察土的破坏情况，再结合理论分析及测试结果推断土体破坏情况，无法全面了解挤扩桩在整个受力过程中的土体破坏情况。

本课题组已经研究了挤扩多盘桩的实验室小比例模型试验的方法，将土样从建筑场地取出，放入方形透明容器，再将从轴向分成两半的半面桩贴切靠在透明容器内壁上，通过逐层埋土的方式制作成半面桩试验试件，透过容器观察土样变化，见专利号为：ZL201120108474.X及ZL201120108466.5的专利说明书。这种方法在很多方面都有其独特的优势，比如设计灵活、操作简便、节约成本等。但是，小比例模型试验在在试验过程中，桩土试件的制作是通过逐层埋置土完成的，土体真实情况等方面与实际情况不可避免的存在差异，使得其试验所得数据信息存在一定偏差，从而影响最终的分析结果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种挤扩多盘半面桩原状土模型试验试件。

本发明同时提出了利用这种试验试件检测对原状土破坏的方法。

本发明解决技术问题的方法是采用取土器和半面桩构成挤扩多盘半面桩原状土模型试验试件，取土器由围板、钢插板和透明插板构成，围板是三面合围的钢板，两端分别有插槽，两个插槽开口相互对应，钢插板和透明插板规格相同，钢插板和透明插板与插槽相匹配，钢插板和透明插板与围板高度相同，半面桩的长度小于透明插板高度。

半面桩的宽度是透明插板宽度的十倍至二十倍。根据试件具体尺寸的需求，比例可以大一些。

试验试件检测对原状土破坏的方法包括以下步骤：

1、将钢插板插入插槽内，钢插板与围板构成一个四方围框的取土器，再将取土器竖向压入施工现场选定的土层中，然后将取土器及其内部的土一同取出；

2、将取土器顶部和底部的土修理平整，取出钢插板，再将透明插板插入插槽内；

3、将半面桩的平面贴在透明插板的内表面，压入取土器的土中，通过透明插板对土体状态进行观察。

可以采用多个取土器得到不同土层的土体，按上下顺序依次叠合在一起，在将相邻的取土器固定为一体，将半面桩压入取土器中，能够更准确地对土体状态进行观察。

本发明方法的优点，该方法能够完成原有小模型半桩试验的目的，即清楚的观察记录实桩在受压情况下桩土共同工作的真实情况和土体破坏情况，并收集应力、应变、沉降等相关数据信息，同时可以实地取原状土，在基本不破坏土体性状的情况下制作小模型试验试件，为混凝土扩盘桩的理论分析提够客观真实的数据。这种试验方法弥补了原来实验室小比例模型试验的埋置土体的弱点，还克服了传统方法只通过测试数据来估测桩下土体破坏情况，却看不到土体变化的缺点，而且简单易行。

附图说明

附图1为本发明试件示意图。

具体实施方式

本发明试件由取土器1和半面桩2构成，取土器1由围板3、钢插板和透明插板4构成，围板3是三面合围的钢板，两端分别有插槽5，两个插槽5开口相互对应，钢插板和透明插板4规格相同，钢插板和透明插板4与插槽5相匹配，钢插板和透明插板4与围板高度相同，半面桩2的长度小于透明插板高度。

半面桩的宽度是透明插板宽度的十五倍。试验试件检测对原状土破坏的方法包括以下步骤：

1、将钢插板插入插槽内，钢插板与围板构成一个四方围框的取土器，再将取土器竖向压入施工现场选定的土层中，然后将取土器及其内部的土一同取出；

2、将取土器顶部和底部的土修理平整，取出钢插板，再将透明插板插入插槽内；

3、将半面桩的平面贴在透明插板的内表面，压入取土器的土中，通过透明插板对土体状态进行观察。

可以采用多个取土器得到不同土层的土体，按上下顺序依次叠合在一起，在将相邻的取土器固定为一体，将半面桩压入取土器中，能够更准确地对土体状态进行观察。