[发明专利]桥梁基础水平受荷试验装置及试验方法有效
申请号: | 201410399001.8 | 申请日: | 2014-08-13 |
公开(公告)号: | CN104196061A | 公开(公告)日: | 2014-12-10 |
发明(设计)人: | 赵学亮;朱智荣;龚维明 | 申请(专利权)人: | 东南大学 |
主分类号: | E02D33/00 | 分类号: | E02D33/00 |
代理公司: | 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 | 代理人: | 李晓 |
地址: | 210096 *** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 桥梁 基础 水平 试验装置 试验 方法 | ||
1.一种桥梁基础水平受荷试验装置,包括试验槽、试验用土和桥梁基础模型,所述试验槽为上部开口的荷载模型箱,所述试验用土填充于试验槽内,所述桥梁基础模型嵌于试验用土中,其特征在于:还包括配重块、土压力盒和百分表,所述配重块通过滑轮向桥梁基础模型施加长期荷载,所述土压力盒置于桥梁基础模型受力侧的试验用土中,所述百分表用于测量桥梁基础模型的倾覆、转动和平动。
2.根据权利要求1所述的桥梁基础水平受荷试验装置,其特征在于:所述土压力盒布置于桥梁基础模型的正前方、各成45°夹角的左前侧和右前侧。
3.根据权利要求1所述的桥梁基础水平受荷试验装置,其特征在于:取沿全模型对称轴分开的半模型,所述试验槽侧壁为透明面,在垂直于透明面中轴线的试验槽外架设有用于PIV拍摄的数码相机。
4.根据权利要求1所述的桥梁基础水平受荷试验装置,其特征在于:所述试验用土中夹杂有层状彩砂。
5.根据权利要求1所述的桥梁基础水平受荷试验装置,其特征在于:还包括土体位移测量装置,所述土体位移测量装置包括竖直嵌入试验用土中的挡土圆片,所述挡土圆片与试验槽外的百分表连接。
6.一种桥梁基础水平受荷试验方法,其特征在于包括以下步骤:
1)对测试元件进行设置、校正;
2)在试验槽中布置试验用土,分层摊铺彩砂并注水形成饱和砂土;
3)在试验用土中布置基础模型,视具体模型形式确定是边铺边埋置模型还是先铺砂土再埋模型;
4)铺设砂土的过程中,在设计高度将土压力盒埋置在砂土内部和基础模型壁上;
5)采用连续加载法进行加、卸载实验;
6)对试验测得的数据进行数据处理,得出相关结论。
7.根据权利要求6所述的桥梁基础水平受荷试验方法,其特征在于:所述连续加载法的加、卸载实验包括以下步骤:
1)每级加载量是预估最大荷载的1/10,分10级加载,其中预估最大荷载通过预实验确定;
2)加载的前5级荷载每级维持4小时,分别在5min、15min、30min、60min、2h、4h各测读一次,然后进入下一级荷载;
3)加载的后5级荷载每级维持1天,分别在5min、15min、30min、60min、2h、4h、8h、24h各测读一次,然后进入下一级荷载;
4)最后一级荷载持续20天,每天读一次数据;
5)卸载每天卸载一级,分别在5min、15min、30min、60min、2h、4h、8h、24h各测读一次;
6)重复试验,卸载完成后撤除所有测点,提升模型取出所有扰动土层,返回步骤1)重复试验。
8.根据权利要求6所述的桥梁基础水平受荷试验方法,其特征在于:采用宏观观测全模型试验,所述步骤2)试验时将试验用彩砂进行分层摊铺,每层厚度5公分,根据设计相对密实度、最大孔隙比、最小孔隙比、土颗粒比重、每层的体积计算出每层土的重量,使用室内轻型压实仪进行多遍夯实,直至土面达到设计高度,每隔一定的高度铺设一层单色砂便于肉眼宏观观察;如此反复,铺设每层土层,装土完成后静置10min以上,以保证每次试验样本的均一性,最后向试验槽里注水,使水没过土层表面,形成饱和砂土。
9.根据权利要求6所述的桥梁基础水平受荷试验方法,其特征在于:采用PIV摄像半模型试验,所述试验槽的一侧壁为透明面;
所述步骤2)中在紧贴有透明内壁铺设大量不同颜色的彩砂以便拍摄观察;
所述步骤3)中基础模型侧壁紧贴玻璃内壁;
在加、卸载实验过程中还包括以下操作:
在试验进程中设置相机每隔30min对指定区域进行一次拍摄;
运用专门软件对拍摄得到的一系列照片进行处理,得出跟踪颗粒位变等参数;
运用离散元软件建模,得出颗粒的位移、旋转等相关结果;
从细观角度对桥梁基础长期水平荷载作用下土体特性进行研究。
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