[发明专利]一种模拟预制桩锤击沉桩的试验装置

权利要求书

1.一种模拟预制桩锤击沉桩的试验装置，其特征在于，包括原状土约束装置和锤击装置两部分，其中原状土约束装置包括原状土、顶盖、第一对开半膜、第二对开半膜、管卡、刚性底座、立杆和螺母，锤击装置由手柄、导杆、穿心锤、锤垫和带刻度探针自上而下依次连接组成，第一对开半膜和第二对开半膜通过管卡固定，原状土置于第一对开半膜和第二对开半膜围成的空腔内并放置在刚性底座上，刚性底座上设有立杆，立杆的顶端设有螺纹，原状土的顶部置有顶盖，顶盖穿过立杆通过螺母固定。

2.根据权利要求1所述模拟预制桩锤击沉桩的试验装置，其特征在于，所述刚性底座为圆柱体，四根立杆在刚性底座成十字型分布设置。

3.根据权利要求1所述模拟预制桩锤击沉桩的试验装置，其特征在于，所述顶盖的厚度为10cm，中心设有比带刻度探针直径大1mm的圆孔作为导孔，使用时带刻度探针插入导孔内；顶盖的四周开有与立杆位置、尺寸相对应的凹槽。

4.根据权利要求1所述模拟预制桩锤击沉桩的试验装置，其特征在于，所述带刻度探针与原状土的直径比为1：50～1:80。

5.根据权利要求1所述模拟预制桩锤击沉桩的试验装置，其特征在于，采用所述装置模拟预制桩锤击沉桩试验的具体过程为：

(1)在施工现场钻孔取样得到取样岩芯，并用塑料薄膜包裹防止水分流失；

(2)用削土刀对现场取样岩芯进行加工得到原状土，使原状土1上下两端水平且无裂痕和凹痕；

(3)用第一对开膜和第二对开膜将原状土包裹，并用管卡绑扎牢固，然后置于刚性底座上，以此模拟预制桩锤击施工时的边界条件；

(4)将顶盖盖在第一对开膜与第二对开膜上，并使立杆插入顶盖的凹槽内并拧上螺母，使刚性底座与顶盖连为一体，防止二者产生相对错动；

(5)将带刻度探针插入顶盖的导孔内并保持垂直，提起穿心锤，使其沿导杆自由落体，随着穿心锤反复锤击锤垫，将带刻度探针送入原状土中；

(6)记录穿心锤的锤重、每一锤锤高、落锤高度以及带刻度探针的下降深度，根据E＝mgh计算锤击能量，并记录贯入度即每十锤带刻度探针的下沉深度，根据锤击数与贯入深度确定贯入度，从而判定岩土层性质和承载力指标，其中m为穿心锤锤重，g为重力加速度取10m/s²，h为穿心锤，落距高度400mm；

(7)带刻度探针的下沉深度8～9cm后视为锤击完成，将带刻度探针缓慢拔出，然后将硫酸钙加水拌合制成石膏，沿孔壁注入石膏，待4～5min石膏凝固后，将原状土沿第一对开膜与第二对开膜的缝隙对开切割，用毛刷清理石膏及其周围岩土体的土屑，用电子放大镜观察石膏周围岩土体的裂缝发展情况。