[发明专利]柔性承载板载荷试验测试地基土变形模量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地基土变形模量测试方法，具体来说是一种采用柔性承载板代替刚性承载板，开展载荷试验，测试出地基土变形模量的新方法。

背景技术

地基土变形模量E₀决定着基础的沉降变形，建筑物上部结构、基础与地基间会发生相互作用，基础的沉降变形还会对基础和上部结构的受力产生影响，因此E₀对基础和上部结构的设计都十分重要。地基土变形模量E₀通过平板载荷试验得到，目前，平板载荷试验所用的承载板均为刚性承载板，刚性承载板相对于地基土有很大的抗弯刚度，在竖向荷载作用下板底始终保持平面，板底实际应力分布复杂，在计算E₀时假设板底应力均匀分布，并引入一个均匀沉降系数，由此计算出的E₀存在一定的偏差。为准确测试出地基土变形模量E₀需采用柔性承载板代替刚性承载板，开展载荷试验。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种测试精度较高的柔性承载板载荷试验测试地基土变形模量的方法，

本发明的目的是这样实现的：

一种柔性承载板载荷试验测试地基土变形模量的方法，

承载板包括板体以及设置在板体上端的用于传递竖向压力的支座，测试前，在长方形的板体下部安装一个具有泵气孔的呈长方体状的气囊，形成柔性承载板，所述气囊的上表面、下表面的形状与板体的形状相同且对应安装，在板体上端设有用于测量承载板沉降值的第一位移测量装置，在气囊内部中心处安装一个用于测量气囊厚度变化值的第二位移测量装置；

测试时在承载板上施加一个竖向压力P，同时通过泵气孔对气囊内泵气，产生气压p，使竖向压力P与气囊内气压p满足P＝A×p，使气囊底面与地基土表面贴合，式中A表示囊底面积，将第一位移测量装置测量出的沉降值s₁与第二位移测量装置测量出的气囊厚度变化值s₂相加作为柔性承载板底中心处的沉降值s，结合气压p，代入公式：

计算出地基土变形模量E₀，式中b为承载板宽度，μ为地基土泊松比，ω为沉降系数；ω根据布辛奈斯克集中力作用下地表竖向位移公式积分得到，对囊底中心竖向位移积分，可得到ω的计算公式：

式中l为承载板长度。

优先地，所述气囊囊体的材料为碳纤维布，囊体内涂柔性防水涂料。

优先地，所述气囊内空间的高度为3-5cm。

优先地，所述第二位移测量装置采用电感式位移传感器，测量精度为0.01mm。

优先地，所述第一位移测量装置采用百分表，所述百分表测量端与支座相邻，且与承载板的上表面接触，所述百分表的另一端固定在承载板一侧设置的稳定体上。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

由于囊内气压处处相等，柔性承载板对地基土表面施加的是一个均匀竖向应力，在计算地基土变形模量E₀时，沉降系数ω通过严格积分得到(而不用取像刚性承载板那样取均匀沉降系数)，由于没有作任何假设，计算出的E₀准确性可以得到保障。同时，与刚性承载板相比，柔性承载板载荷试验没有增加多少成本，测试效率方面完全可以接受。

附图说明

图1为本发明测试过程中各部件的安装示意图；

图2为竖向压力的施力示意图。

附图标记

附图中，1为承载板，2为板体，3为气囊，4为支座，5为泵气孔，6为第二位移传感器，7为第一位移传感器。

具体实施方式

一种柔性承载板载荷试验测试地基土变形模量的方法，

参见图1，承载板包括板体(钢板)以及设置在板体上端的用于传递竖向压力的支座，测试前，在长方形的板体下部安装一个具有泵气孔的呈长方体状的气囊，形成柔性承载板，所述气囊内空间的高度为3-5cm。所述气囊囊体的材料为碳纤维布，囊体内涂柔性防水涂料。所述气囊的上表面、下表面的形状与板体的形状相同且对应安装，在板体上端设有用于测量承载板沉降值的第一位移测量装置，优先地，所述第一位移测量装置采用百分表，所述百分表测量端与支座相邻，且与承载板的上表面接触，所述百分表的另一端固定在承载板一侧设置的稳定体上。在气囊内部中心处安装一个用于测量气囊厚度变化值的第二位移测量装置；所述第二位移测量装置采用电感式位移传感器，测量精度为0.01mm，稳定性高、价格低廉。