[发明专利]一种考虑土体温度效应的室内孔压静力触探试验方法

权利要求书

1.一种温控室内静力触探试验方法，其特征在于：所述温控室内静力触探试验方法基于室内孔压静力触探试验装置，并包括以下步骤：

步骤一，准备试验所需土样：

步骤101，在模型槽内板侧壁涂抹硅脂，将搅拌好的泥浆倒入，打开排水阀；

步骤102，静置一天后，铺设顶层土工布，并吊装放入加载板，打开排水孔，分级放置加载块，直至土体固结完毕形成试样；

步骤二，安装静力触探反力架：

步骤201，将钢架用螺栓紧固于模型槽顶部钢板上，同时将反力架用螺栓紧固于钢架的中部；

步骤202，将位移传感器安装于反力架顶部并调零，同时将位移传感器端部用固定节点固定于滑动支座上；

步骤203，将电机紧固于反力架上，电机上安装有传动轴承，可驱动传动轴承；

步骤204，将探杆安装于传动轴承中，穿过滑动支座后采用固定扣件紧固，将滑动支座与探杆连为一体；

步骤205，将静力触探探头通过螺纹与探杆进行连接，并将静力触探探头上的孔压传感器、温度传感器和力传感器的接线与数据采集器相连；

步骤三，静力触探探头贯入：

步骤301，打开模型槽顶部钢板上的注水孔，灌满水后关闭注水孔；

步骤302，打开温度控制器，将水加热或制冷至指定温度；

步骤303，打开可拆卸静探口，启动电机转动传动轴承，将探杆和静力触探探头缓慢贯入土体中，数据采集器记录试验过程的数据；

步骤304，试验结束后，提升静力触探探头，拆卸反力架和钢架，卸除加载块和顶部加载板，移除顶部土工布，挖除土体，完成整个试验；

步骤四，重复步骤一至步骤三，在不同温度下进行多组试验，得到多组试验结果；

步骤五，分析试验结果，总结不同温度下孔压静力触探试验结果的规律，结合土体室内单位试验结果，量化土体在不同温度条件下孔压静力触探试验的解译参数；具体计算公式如下：

考虑黏土不排水抗剪强度解译公式：

黏土温度与不排水抗剪强度公式：

考虑温度效应的解译参数计算公式：

式中，s_u为黏土原位的不排水抗剪强度；q_t为静力触探探头的锥尖阻力；σ_v0为静力触探位置处的土体自重应力；N_kt为解译参数，且为与温度条件相关的函数；T为静力触探测试处的土体温度；T₀为室内单元试验的温度，常取20℃；s_u0为黏土室内单元试验测得的不排水抗剪强度；θ为温度相关系数，一般可取0.15；

所述室内孔压静力触探试验装置包括模型槽、模型槽顶部钢板、注水孔、模型槽内板、加热制冷装置、钢架、砂砾石排水层、底层土工布、土体、顶层土工布、顶部加载板、可拆卸静探口、排水孔、加载块、静力触探探头、孔压传感器、温度传感器、力传感器、探杆、反力架、滑动支座、电机、传动轴承、位移传感器、固定节点、固定扣件、数据采集器、温度控制器、排水阀；

所述模型槽水平放置于试验区域内，模型槽为长方体，模型槽顶部钢板焊接于模型槽上；

所述模型槽内板焊接于模型槽顶部钢板，所述模型槽与模型槽顶部钢板、模型槽内板形成封闭腔室；

所述加热制冷装置位于所述封闭腔室内，焊接于模型槽顶部钢板上；

所述模型槽顶部钢板具有注水孔，可往所述封闭腔室内灌注水；

所述模型槽内板底部铺设砂砾石排水层和底层土工布，砂砾石排水层侧面安装有排水阀；

所述土体位于底层土工布之上，并覆有顶层土工布和加载板；

所述加载板上具有可拆卸静探口和排水孔，通过加载块可完成加载；

所述钢架用螺栓紧固于模型槽顶部钢板，同时所述反力架用螺栓紧固于所述钢架之上；

所述电机紧固于反力架之上，可带动传动轴承；

所述位移传感器固定于反力架之上；

所述滑动支座嵌固于反力架上的滑槽内，并通过固定节点连接于所述位移传感器，滑动时可通过所述位移传感器记录位移；

所述探杆穿过传动轴承和滑动支座，并通过固定扣件固定于滑动支座之上；

所述探杆端头具有螺纹可连接静力触探探头，同时静力触探探头顶部具有力传感器；

所述静力触探探头端部具有孔压传感器和温度传感器；

所述孔压传感器、温度传感器、力传感器和位移传感器都连接至数据采集器，可以测量试验过程中静力触探探头的位移、锥尖阻力、土体的孔隙水压力和温度；

所述顶部加载板均匀分布有可拆卸排水孔，顶部加载板底面下具有顶层土工布，加载时拆卸排水孔，可实现土体的顶面排水；

所述加热制冷装置安装于所述模型槽、模型槽顶部钢板和模型槽内板三者形成的封闭腔室内，所述模型槽顶部钢板上具有注水孔，可对封闭腔室内进行注水，通过所述温度控制器可控制封闭腔室内水的温度；

所述顶部加载板在中心处预留有可拆卸静探口，可在孔压静力触探试验时拆除，在不卸除土体上部荷载的情况下能方便地进行试验；

所述静力触探探头端部具有温度传感器。