[发明专利]模拟开口式管桩沉桩过程中产生土塞效应的试验装置

权利要求书

1.一种模拟开口式管桩沉桩过程中产生土塞效应的试验装置，其特征在于：

包括压头（1）、压力室（2）、底座（3）、压力传感器（4）、铜塞（5）、上透水石（6）、土样（7）、下透水石（8）、排水阀（9）、保险环（10）、密封圈（11）和排气帽（12）；

在压力室（2）上设置有圆孔（2.1），在铜塞（5）内部设置有排气孔（5.1），在底座（3）内部设置有排水孔（3.1）；

其位置和连接关系是：

底座（3）、压力室（2）和压头（1）自下而上依次连接组成外部结构，起支撑和侧限作用；

下透水石（8）、土样（7）、上透水石（6）、铜塞（5）、压力传感器（4）自下而上依次连接组成内部结构，起渗水、过滤和测量作用；

铜塞（5）与压力室（2）的接触处设置有密封圈（11），底座（3）上部与压力室（2）连接处设置有密封圈（11），起密封作用；

排水孔（3.1）与外部相连处设置有排水阀（9），起排水或止水的作用；

排水阀（9）上部设置有保险环（10）；

排气帽（12）可旋入排气孔（5.1）内，起排气或封闭作用。

2.基于权利要求1所述试验装置的试验方法，其特征在于包括下列步骤：

①制样

将土样（7）加工成指定直径和高度的圆柱体试样，土样（7）的密度、干密度、含水率作为控制参量模拟现场的土塞情况；

②放样

将底座（3）放置在水平工作台面上，对于需要测试不排水条件下土样（7）在压缩过程中孔压的变化规律时，需要先打开排水阀（9），将排水孔（3.1）注满水；在底座（3）上依次放置下透水石（8）、土样（7）、上透水石（6）、铜塞（5）、压力传感器（4）组成内部结构；

③组装

将压头（1）和压力室（2）组装成统一整体后套在上述内部结构外；调整压力室（2），使排气孔（5.1）对准圆孔（2.1），排气帽（12）旋入排气孔（5.1）；

④试验

将装置放在土工三轴试验加载系统内，试验分为排水和不排水条件下的土塞压缩试验，具体操作过程如下：

排水条件的土塞压缩试验：

将排水阀（9）与回收桶连接，打开排水阀（9），旋开排气帽（12）；荷载作用在压头（1）上，加载系统的荷载位移传感器（B）和压力传感器（4）同步采集数据；

不排水条件的土塞压缩试验：

在排水孔（3.1）中注满水，排水阀（9）外接孔压传感器（A），打开排水阀（9），旋入排气帽（12）；荷载作用在压头（1）上，孔压传感器（A）、荷载位移传感器（B）和压力传感器（4）同步采集数据。