[发明专利]一种模拟桩土界面剪切混凝土试样表面微型传感器布设方法

说明书

技术领域：

本发明属于桩基工程技术领域，涉及一种模拟桩土界面剪切试验工艺，特别是一种模拟桩土界面剪切混凝土试样表面传感器布设方法。

背景技术：

静压桩在建筑工程中广泛应用，预制桩静力压入地基过程中，受到土阻力作用，桩与土密不可分，组成桩土体系，桩土体系的关键是桩土界面，桩侧摩阻力的发挥就是通过桩土界面实现的。目前，桩土界面的试验研究是对土体与模拟桩体的各种材料(包括钢板，混凝土等)进行各种桩土界面剪切试验，在改进的剪切仪上，把剪切仪的下盒换成预制混凝土试样，尽量使试样表面粗糙度与桩身表面相同，模拟混凝土桩，现有技术中通过埋设在混凝土试样中微型“潜望镜”装置直接测出相对位移沿桩土界面的分布，而并未通过在混凝土试样中埋设微型“传感器”装置，从而准确推定桩土界面摩阻性能。因此为了对桩土界面的问题进行进一步试验研究，通过改进现有测试技术，研发一种在桩土界面剪切混凝土试样中埋设微型“传感器”装置及方法势在必行。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种模拟桩土界面剪切混凝土试样表面传感器布设方法，通过在混凝土试样表面预留和刻槽的方法，安装微型传感器，测出桩土界面应力的发展变化。

为了实现上述目的，本发明在模拟桩土界面剪切混凝土试样表面传感器布设装置中实现，其具体布设过程为：

第一步、预制混凝土试样，在距离混凝土试样长边轴线一边50mm、短边边缘150mm的两端分别预留两个内径22mm、高度15mm的螺母，在螺母内放置直径22mm、高度15mm的橡胶塞，然后在橡胶塞中心位置钻取直径为6mm圆柱形孔洞，形成直径6mm，深度15mm的第一螺母橡胶预留孔和第二螺母橡胶预留孔，第一螺母橡胶预留孔和第二螺母橡胶预留孔的间距200mm，混凝土试样开孔深度18mm；

第二步、在距离混凝土试样长边轴线另一边50mm处，用直径为20mm开孔器开孔，形成直径为20mm、深度为10mm的第一开孔和第二开孔；

第三步、在距离混凝土试样两长边边缘50mm的两边分别开设深度3mm、宽度3mm的通长第一凹槽和第二凹槽；在第一螺母橡胶预留孔、第二螺母橡胶预留孔中间位置，朝向混凝土试样短边方向开设深度10mm、宽度6mm的第三凹槽和第四凹槽；在第一开孔和第二开孔中间位置，朝向混凝土试样短边方向，开设深度15mm、宽度6mm的第五凹槽和第六凹槽；

第四步、将微型光纤光栅应变传感器植入第一凹槽和第二凹槽，铠装光缆从第一凹槽和第二凹槽引出；微型硅压阻式土压力传感器放入第一开孔和第二开孔，微型硅压阻式土压力传感器接触面与混凝土试样表面齐平；微型硅压阻式孔隙水压力传感器放入第一螺母橡胶预留孔和第二螺母橡胶预留孔，微型硅压阻式孔隙水压力传感器与第一螺母橡胶预留孔、第二螺母橡胶预留孔及混凝土试样表面齐平，第一螺母橡胶预留孔、第二螺母橡胶预留孔的底部留有3mm深度；微型硅压阻式土压力传感器和微型硅压阻式孔隙水压力传感器的屏蔽防水导线分别从第三凹槽、第四凹槽、第五凹槽、第六凹槽引出。

第五步、用环氧树脂把第一开孔、第二开孔、第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、第四凹槽、第五凹槽和第六凹槽全部封装，第一开孔、第二开孔、第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、第四凹槽、第五凹槽和第六凹槽封装面与混凝土试样表面齐平，完成对模拟桩土界面剪切混凝土试样表面微型传感器的布设。