[发明专利]一种测量波浪对桩基水平承载性能影响的装置及方法

摘要

本发明公开了一种测量波浪对桩基水平承载性能影响的装置及方法，该装置包括水槽、模型土、模型桩、后支架、加载板、位移传感器、应变片、加速度传感器。在水槽内设置有造波板、波高仪和消波装置，其中段底部设置凹槽，凹槽两边设置斜坡底座，斜坡底座和凹槽所围成的区域设置模型土，模型桩嵌固于模型土中。该方法是在由水槽造波板生成的波浪作用前后，通过后支架及加载板对模型桩施加水平荷载，基于前后两次水平荷载位移曲线明确波浪作用对桩基水平承载性能的影响。本发明真实反映了海洋桩基所处工程环境，通过控制波浪要素和水平荷载，准确施加外部荷载条件，并且通过采集应变片、位移传感器和加速度传感器数值，准确获得桩身内力与变形。

主权项

一种测量波浪对桩基水平承载性能影响的方法，其特征在于，包括装置的安装和测量，安装步骤如下：1、在水槽中段部位设置水槽凹槽，在水槽凹槽前后的水槽底部放置两个斜坡底座；2、在模型桩内壁粘贴应变片并且涂抹硅胶做防水处理，模型桩的底部设置封底圆片并在桩顶安装套筒，在下支架的预定位置上安装孔压计，在水槽凹槽与斜坡底座所构成的空间中分层填入模型土，并在预定位置处放入模型桩；3、填土完毕后，在水槽中蓄水至预定静水面；将波高仪以及位移传感器安装至前支架，把前支架固定于模型桩前的水槽顶壁上，使得波高仪位于模型桩与造波板之间并且位移传感器探针顶于桩帽前端；4、将下滑轮安装至后支架的前竖杆下方，并在后支架的顶板后部中间开槽并固定上滑轮；钢丝绳连接一端连接拉环并连接测力计，再穿过下滑轮和上滑轮，另一端连接加载板；把后支架固定于模型桩后的水槽的顶壁上，并且保持对模型桩水平加载时加载板位于水面以上；5、将加速度传感器安装至套筒开孔处，通过导线将位移传感器、加速度传感器、孔压计和应变片连接至数据采集装置；测量步骤如下：1、待所有安装工作完成后，将本装置静止24小时，随后调试数据采集装置，确认所有测试原件工作正常后，在加载板上进行堆载，同时根据测力计的读数控制堆载值；通过分级施加水平静荷载以及从位移传感器获得的数值，获得波浪作用前的桩基水平承载特性；2、拆除本装置，重新开展填土和相关模型、仪器的安装工作，钢丝绳的前端暂时不连接拉环；静止24小时后，使用造波板生成指定波浪，对模型桩实行一定次数的波浪作用，并且通过数据采集仪记录位移传感器、孔压计和应变片的过程数据，获得波浪作用下的桩基内力、土体响应特性；3、停止波浪作用，钢丝绳连接拉环，施加与未作用波浪前同等条件的水平静荷载作用，获得波浪作用之后的桩基水平承载特性；4、对比前后两次桩基水平静载试验，明确波浪对桩基水平承载性能的影响，获得不同试验阶段桩身内力与变形以及波浪作用期间的土体响应。