[发明专利]一种孤石地层管桩沉降及应变测量的室内模拟试验装置

说明书

本发明提供了一种孤石地层管桩沉降及应变测量的室内模拟试验装置，属于岩土工程技术领域。包括模型箱、沉降测量装置和应变测量装置，模型箱分层装满填土，所述孤石埋于填土中，空心圆管自上而下垂直插入填土中，铁饼放在空心圆管上的铁饼架上。该模拟试验装置通过不同层填土模拟现场土层分布、一定相似比的空心圆管模拟管桩、不同的孤石尺寸和埋深可以实现多种现场情况的模拟，并通过沉降测量装置和应变测量装置获得室内模拟试验的沉降量和应变值。该模拟试验装置高度集成，操作简便、经济高效，可有效地解决桩基现场预实验及测量沉降和应变参数经济成本高的问题。

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，具体地，涉及一种孤石地层管桩沉降及应变测量的室内模拟试验装置。

背景技术

在岩土工程领域中，地基土的种类繁多、地况复杂，在工程建设过程中常常遇到承载力不足的问题。因此桩基础技术广泛应用于处理地基土的问题上。然而，

种类的选择，数量的设置，不仅需要满足上覆建筑承载力的需求，还要考虑工程建设的经济效益。因此，现场可以通过沉桩预实验，测量相关参数，计算相应指标是否满足承载力要求，但此方法成本太高，可行性不足，尤其是在复杂地质条件下。当遇到孤石群等复杂地层时，分布特征探明困难，发育特征对沉桩施工影响巨大。而预应力管桩在这种地层不一定适用。在此背景下，室内模拟试验成为替代现场的最佳办法。根据标准管桩的尺寸和相关参数，通过制作一定相似比的桩基替代材料，在模型箱中完成替代材料的沉降及应力应变测量，以此估算现场的承载力。随着岩土工程的发展，应力应变的测量精度越来越高，对经济效益与安全性兼顾的需求越来越强烈。

例如中国专利文献CN202120305169公开了海上风力发电桩基沉降观测装置，包括风力发电桩基，所述风力发电桩基的一侧固定连接有连接板，所述连接板的表面固定连接螺纹杆，所述螺纹杆的表面螺纹连接有刻度杆，所述刻度杆的表面活动连接有漂浮杆，所述漂浮杆的表面活动连接有活动绳，所述活动绳的一侧活动连接有漂浮球，所述刻度杆的上表面螺纹连接有第一卡位板。该海上风力发电桩基沉降观测装置，通过螺纹杆、刻度杆、漂浮杆、活动绳和漂浮球的搭配工作，工作人员通过螺纹杆螺纹连接有刻度杆，刻度杆可进行多位连接，便于增加长度，且在刻度杆的表面活动连接有漂浮杆，漂浮杆的四周均设置有活动绳，活动绳的一侧活动连接有漂浮球，方便装置进行观察水位。

中国专利文献CN 202020080210公开了一种用于岩溶地区地下管桩沉降变形监测装置，包括检测装置本体，检测装置本体的上侧壁固定连接有显示屏，所述检测装置本体的外壁固定套设有密封筒，所述密封筒的上端通过合页铰接有盖板，所述密封筒的右侧壁固定连接有插筒，所述插筒内插接有插杆，所述插杆的上端通过转轴转动连接有转板，所述插筒的内壁开设有定位槽。该实用新型能够在不需要使用检测装置时，对检测装置上的显示屏进行防护，避免了显示屏受到外界的撞击而损坏，影响检测装置正常使用的问题。

但是，上述两种装置未能完成桩基的室内模拟试验，且沉降和应变的协同测量未能实现，由室内模拟估算现场承载力带来的经济效益不能利用现有装置实现。

发明内容

本发明在传统现场桩基测量的基础上，在室内完成模拟试验，同时得到沉降和应变的测量，其目的是降低现场预实验及测量的经济成本问题。

为了实现以上目的，本发明提供了一种孤石地层管桩沉降及应变测量的室内模拟试验装置，包括一个模型箱、一块孤石、A个铁饼、一个空心圆管、一个沉降测量装置和一个应变测量装置；

所述模型箱分层装满填土，所述孤石埋于填土中，空心圆管自上而下垂直插入填土中，其下端面放置在孤石上，且与孤石保持同心；在空心圆管的非插入端面上焊接了一个圆板形的铁饼架，且铁饼架与空心圆管保持同轴；将孤石的埋深记为Y_m、空心圆管的长度记为L_m，L_m＞Y_m；

所述沉降测量装置包括支架和安装在支架上的伸缩测量杆，伸缩测量杆的位置在铁饼架的正上方，且与铁饼架保持同轴；