[发明专利]桩基础侧摩阻力室内试验装置及其试验方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种桩基承载力测试方法，具体涉及一种桩基础侧摩阻力室内试验装置及其试验方法。

背景技术

桩基础是现有地基基础中常用的工程措施，准确描述确定桩基承载力是工程设计中的重要环节之一。桩基承载力取决于桩端阻力和桩基侧摩阻力，在竖向荷载作用下桩身材料发生弹性压缩变形，如果侧摩阻力不足以抵抗竖向压力时，桩端阻力才产生作用。为提高桩的承载力，对桩基的侧摩阻力的作用机理及发挥性状进行研究具有极其重要的作用。

我国现行规范将桩基侧摩阻力看作只与桩周土体性质和类型相关的一个常数，侧摩阻力系数通过双桥静力触探方法或经验参数确定，实际工程中的桩基承载力需要通过试桩的载荷板试验最终确定。国外一些知名学者则利用桩周土的力学性质确定侧摩阻力，Tomlinson、Vesic等认为桩在粘性土中的侧摩阻力近似等于土的不排水抗剪强度。Chandler将桩周土对桩身的侧向压力作为承载力设计参数，侧向压力随桩埋深增大而增大。另外一些学者的研究认为桩的几何特性、桩土模量比、桩土界面条件等对侧摩阻力有影响。

综上所述，在复杂多变的工工程实际中，准确评价分析桩基侧摩阻力不仅具有重要的研究价值，对实际工程设计也具有较强的指导意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种桩基础侧摩阻力室内试验装置及其试验方法，解决现有技术中桩基侧摩阻力系数合理取值的问题，不仅可描述桩身侧摩阻力大小和分布规律为工程设计提供可靠的设计参数依据，同时一定程度上确定桩基负摩阻力大小分布。

本发明所采用的技术方案是：

桩基础侧摩阻力室内试验装置，其特征在于：

设置有试验底盘，试验底盘上方中心处为试验桩，试验桩外圈为原状试样，原状试样外圈为侧围试样；

试验桩顶面设置有测量顶块，原状试样顶面设置有原状试样顶板，侧围试样顶面设置有侧围试样顶板；

原状试样外圈设置有压力室侧壁，与原状试样之间有间隔；压力室侧壁高于原状试样，顶缘设置有压力室顶板；压力室顶板环周边缘与试验底盘之间固定有压力室螺栓；试验桩顶面的测量顶块从压力室顶板中心穿出；试验底盘、侧围试样、压力室侧壁、压力室顶板、原状试样顶板、侧围试样顶板和测量顶块围成的空间为压力室，压力室内灌注有围压液体；

试验桩底面设置有顶杆活塞，顶杆活塞从试验底盘中心穿入，顶杆活塞底部为液压顶杆，液压顶杆与液压泵组相接，管路上设置有微流量计和压力计；测量顶块的顶面设置有压力表和位移传感器。

压力室与围压泵组相接，管路上设置有围压表。

压力室顶部、压力室顶板上设置有溢流阀。

原状试样顶部连接有进水管，底部设置有1号排气阀；

侧围试样底部设置有2号排气阀。

试验底盘上表面设置有圆形的凸台，试验桩、原状试样和侧围试样均置于凸台上方，侧围试样外壁与凸台环周对齐。

试验底盘置于平台形的试验台上，试验底盘底部设置内螺纹，试验台顶面设置有具有外螺纹的的凸台，试验底盘旋紧固定于试验台。

试验台下方设置有底座，底座边缘固定有两个立柱，试验台悬空固定于立柱；

液压泵组和围压泵组置于底座上；

立柱顶端之间设置有横梁，压力表悬挂于横梁。

原状试样顶板上表面设置有环套在测量顶块外的圆筒，从压力室顶板穿出；压力室顶板中心孔缘设置上凸的环台，原状试样顶板的圆筒顶缘设置有环周的外弯折，套于压力室顶板的环台，并通过螺钉固定；

原状试样顶板的圆筒与压力室顶板之间设置有密封胶圈。

原状试样外包覆有弹性薄膜；

侧围试样和试验底盘的凸台外包覆有弹性薄膜。

桩基础侧摩阻力室内试验装置的试验方法，其特征在于：

由以下步骤实现：

步骤一：将顶杆活塞顶面与相邻试验底盘顶面调平，在顶杆活塞顶面上制备圆柱状的原状试样，直径不大于拟试验桩径的4倍，在原状试样外包覆弹性薄膜；

步骤二：将侧围试样的制样筒套于试验底盘的凸台上，在制样筒内、原状试样外围填筑土样并夯实，制备侧围试样，夯实干密度应等于原状试样干密度；

步骤三：取出侧围试样的制样筒，将侧围试样顶部整平，将侧围试样顶板置于顶部，在侧围试样和试验底盘的凸台外包覆弹性薄膜，底部用橡皮筋扎紧，将原状试样和侧围试样同时封闭；

步骤四：在试验底盘上放置压力室侧壁，并用压力室螺栓将压力室顶板与试验底盘紧固密封；