[发明专利]一种模型试验中桩基承载力自平衡测试装置及试验方法

权利要求书

1.一种模型试验中桩基承载力自平衡测试装置，其特征在于，所述测试装置包括：

模型箱，所述模型箱的下部内填充有下部模型岩土层，所述下部模型岩土层的中部开设有开口向上的安装槽，所述下部模型岩土层上方的模型箱内填充有上部模型岩土层；

双作用中空液压荷载箱，所述双作用中空液压荷载箱的轴线位置处为荷载箱中空部分，所述双作用中空液压荷载箱位于所述上部模型岩土层内；

模型桩，所述模型桩为中空结构，所述模型桩包括上段桩和下段桩，下段桩的下端安装在所述安装槽内，且下段桩的底部设置有封底用的桩端土压计，下段桩的上端与双作用中空液压荷载箱的下部相连接，所述双作用中空液压荷载箱的上部与上段桩的下端相连接；

液压加载系统，所述液压加载系统安装在模型桩与双作用中空液压荷载箱上，用于向模型桩与双作用中空液压荷载箱施加载荷；

数据采集系统，所述数据采集系统安装在模型桩与双作用中空液压荷载箱上，用于采集液压加载系统向模型桩与双作用中空液压荷载箱施加载荷过程中的试验数据。

2.如权利要求1所述模型试验中桩基承载力自平衡测试装置，其特征在于，所述双作用中空液压荷载箱包括外径相同的荷载箱上部与荷载箱下部，所述荷载箱的上部的底部设置有荷载箱上部凹槽，所述荷载箱下部的顶部设置有与荷载箱上部凹槽相匹配的荷载箱下部凸起，荷载箱上部与荷载箱下部通过荷载箱上部凹槽与荷载箱下部凸起相互配合连接成双作用中空液压荷载箱，所述荷载箱下端的底部设置用于封堵的底部封头，荷载箱下部凸起抵顶在底部封头上。

3.如权利要求2所述模型试验中桩基承载力自平衡测试装置，其特征在于，所述液压加载系统包括：

液压油泵，所述液压油泵与双作用中空液压荷载箱连通，用于提供加载的液压油；

供油管，所述供油管的一端与液压油泵连通，供油管的另一端与双作用中空液压荷载箱的上部连通；

液压缸体，所述双作用中空液压荷载箱的箱体相当于为液压缸体，双作用液压荷载箱的箱壁相当于为液压缸体的缸壁，液压缸体的缸壁为中空的结构，荷载箱上部凹槽上方的中空结构缸壁内的腔体为油腔，所述液压缸体的上部开设有输油口，所述供油管的末端通过输油口插入油腔的上部内。

4.如权利要求2所述模型试验中桩基承载力自平衡测试装置，其特征在于，所述数据采集系统包括：

应变片，所述应变片包括上段桩应变片与下段桩应变片，沿所述上段桩的长度方向的内侧壁上全长粘贴有上段桩应变片，沿所述下段桩的长度方向的内侧壁上全长粘贴有下段桩应变片；

数据传导线，所述数据传导线包括桩端土压计线、应变片线，所述应变片线包括上段桩应变片线与下段桩应变片线，上段桩应变片线与下段桩应变片线的信息输入端分别通过荷载箱中空部分连通在上段桩应变片与下段桩应变片上，所述桩端土压计线的信息输入端通过荷载箱中空部分连通在所述桩端土压计上；

模型桩位移数据采集机构，所述模型桩位移数据采集机构包括位移测试基梁、位移传感器、位移杆、位移传感器线，所述位移测试基梁位于模型箱的上方，位移测试基梁上连接两根竖直向下的上位移杆和下位移杆，两根位移杆的上部均设置有一个位移传感器，上位移杆的下端连接在荷载箱上部上，下位移杆的下端连接在下位移杆用外伸钢片上，下位移杆用外伸钢片横向设置，下位移杆用外伸钢片一端连接在荷载箱下部的底部侧壁上，另一端位于荷载箱中空部分，两根所述位移位移传感器线的信息输入端分别连接在两个位移传感器上。

5.如权利要求2所述模型试验中桩基承载力自平衡测试装置，其特征在于，所述荷载箱上部与荷载箱下部的连接处的外侧壁上设置有竖直向上的挡土钢片，用于阻挡桩侧土进入双作用液压荷载箱内。

6.如权利要求1所述模型试验中桩基承载力自平衡测试装置，其特征在于，所述上段桩和下段桩与双作用中空荷载箱之间通过螺纹进行连接，所述双作用中空液压荷载箱的上部与下部均预留有中空圆柱，所述上段桩的下部与下段桩的上部均预留有与中空圆柱相匹配的圆柱形的桩端连接部，所述中空圆柱的外侧壁与桩端连接部的内侧壁上预留有相互配合的螺纹，中空圆柱通过螺纹连接套设在桩端连接部上。