[实用新型]温度与应力独立控制的桩-土界面剪切试验装置

说明书

本实用新型提供了一种温度与应力独立控制的桩‑土界面剪切试验装置，包括带有循环U型管的模型桩、刚性内桶、刚性外桶、第一反力架、第二反力架、升降机构、温度控制系统和应力控制系统，其中，所述带有循环U型管的模型桩穿过所述刚性内桶并放置在所述第一反力架上，所述第二反力架的支撑脚穿过所述第一反力架的底部空心部位而竖立在地面或支撑物体上，所述升降机构固定在地面或支撑物体上。本实用新型的有益效果是：实现了分别控制桩和土的机械荷载和温度荷载情况下，产生桩‑土界面的相对位移，可以较好的模拟现场实际情况，可以更精准的测量桩‑土界面剪切强度、相对位移、桩身沉降与机械载荷、温度载荷之间的热力耦合关系。

技术领域

本实用新型涉及桩-土界面剪切试验装置，尤其涉及一种温度与应力独立控制的桩-土界面剪切试验装置。

背景技术

现有的桩-土界面轴向剪切特性测试装置（如“CN203795487U一种用于锚或桩界面摩阻试验的试样制作装置”、“CN110359500A一种管桩-水泥土接触面制样装置以及接触面摩擦特性研究剪切试验装置和试验方法”、“CN103822875A一种能量桩桩-土接触面摩擦力测试装置及测试方法”、“CN107621410A一种考虑温度作用的桩土界面试验模型装置”）、桩-土界面直剪试验装置（如“CN112504870A一种直接测量不同温度下界面剪切强度的测试系统及方法”、“CN105910920A温控桩-土界面直剪试验装置”）都可以用来研究特定工况下的界面摩擦特性。下面对相关专利进行介绍：

三轴剪切类：

CN203795487U一种用于锚或桩界面摩阻试验的试样制作装置：该实用新型装置包括芯杆、与芯杆上端连接的接长杆、上对中器、下对中器、上对中器包括上盖等。该实用新型可以实现所述芯杆上端对中；所述下对中器包括底盘，一下半部分置于所述芯杆下端相连，使所述芯杆下端对中。采用本试样装置可以研究不同影响因素和复杂工况对桩-土界面摩阻性能的影响。

CN110359500A一种管桩-水泥土接触面制样装置以及接触面摩擦特性研究剪切试验装置和试验方法：该实用新型装置包括圆形模型箱、模型管桩-水泥土接触面试样、反力梁和加载电机。所述的圆形模型箱中心处放有模型管桩-水 泥土接触面试样，模型箱内部填筑有砂土，砂土内部放置土压力传感器；通过电机对模型管桩进行加载。

CN103822875A一种能量桩桩-土接触面摩擦力测试装置及测试方法：该实用新型装置中混凝土桩内预埋传热管并连接到温度控制系统，传力杆上设置有应力传感器和位移传感器，密封压力室连接到压力室温度循环控制系统，桩试样和压力室的温度循环控制系统均由密封容器、抽水泵和温度传感器组成。该方法利用温度循环控制系统将桩体和土体温度控制在设计值内，通过应力传感器和位移传感器测得能量桩桩-土接触面的摩擦应力。

CN107621410A一种考虑温度作用的桩土界面试验模型装置：该实用新型装置包括反力架、模型桶、模型桩、加载机构、恒温加热系统。该实用新型装置为考虑温度作用下的桩土界面试验模型装置适用于研究摩擦型桩在温度荷载下桩土界面特性变化。

直剪类：

CN112504870A一种直接测量不同温度下界面剪切强度的测试系统及方法：本实用新型提供的装置主要包括下剪切盒—测量装置、恒温水浴槽、加热制冷循环器以及加载装置四个部分，利用拉压应力传感器和孔隙水压力传感器作为结构物的内部高精度测量部件，给出了不同温度和粗糙度下结构物—土界面性质的测试及计算方法。

CN105910920A温控桩-土界面直剪试验装置：该实用新型装置包括桩周土体盒、桩体盒、温度循环系统、法向加载系统、侧向常刚度系统等，温度循环系统可以改变桩体的温度工况，法向加载系统控制桩体所受到的轴向力，侧向常刚度加载系统可以控制桩土界面的法向应力，再通过数据采集系统收集相关数据，从而研究温度场变化时桩-土界面附加温度应力监测试验及冷热循环后桩-土界面抗剪能力的变化规律。