一種用于研究樁基負(fù)摩阻力時(shí)間效應(yīng)的試驗(yàn)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于研究樁基負(fù)摩阻力時(shí)間效應(yīng)的試驗(yàn)裝置，包括模型鋼槽，設(shè)置在模型鋼槽內(nèi)的砂墊層和粘土層，以及打入粘土層中、且內(nèi)壁上設(shè)置有應(yīng)變片的模型樁，所述模型樁外粘土層中設(shè)置有至少一個(gè)單點(diǎn)沉降計(jì)；所述粘土層中豎直設(shè)置有貫通粘土層的排水板，所述粘土層中沿豎直方向均勻設(shè)置有至少一個(gè)孔壓計(jì)，所述黏土層中位于與砂墊層連接處設(shè)置有真空表；所述砂墊層中水平設(shè)置有至少一根相互連接、且均勻設(shè)置有排水孔的排水管，所述排水管通過抽水管連接有設(shè)置在所述模型鋼槽外的真空泵。本實(shí)用新型可在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較大固結(jié)沉降，降低了試驗(yàn)難度及危險(xiǎn)性，高效穩(wěn)定，靈活適用。
【專利說明】
一種用于研究樁基負(fù)摩阻力時(shí)間效應(yīng)的試驗(yàn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及工程管粧，特別涉及一種用于研究粧基負(fù)摩阻力時(shí)間效應(yīng)的試驗(yàn)
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]預(yù)應(yīng)力混凝土管粧憑借其單粧承載力高、質(zhì)量可靠、工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，在我國得到迅速發(fā)展，工程中已有大量應(yīng)用。然而預(yù)應(yīng)力管粧在實(shí)際工程中負(fù)摩阻力問題給工程結(jié)構(gòu)安全帶來了嚴(yán)重的隱患，國內(nèi)外很多工程實(shí)例就是因?yàn)閷?duì)負(fù)摩阻力考慮不夠周全而導(dǎo)致工程事故。因此對(duì)負(fù)摩阻力的研究具有很大的學(xué)術(shù)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]當(dāng)?shù)孛娑演d、地下水位下降及濕陷性黃土遇水等因素造成的土體固結(jié)沉降大于粧體沉降時(shí)，粧側(cè)土產(chǎn)生的摩阻力非但不能為承擔(dān)上部荷載做出貢獻(xiàn)，反而要產(chǎn)生作用于粧身且與荷載方向相同的下拽荷載和下拽位移?；拏?cè)負(fù)摩阻力產(chǎn)生的下拽力作用在粧上，可能將造成粧端地基的屈服或破壞、粧身破壞、上部結(jié)構(gòu)物不均勻沉降等一系列工程問題。盡管近年來國內(nèi)外學(xué)者對(duì)粧基負(fù)摩阻力的相關(guān)問題進(jìn)行了大量的研究并取得了一定的成果，但是這些研究尚未能完全達(dá)到滿足工程實(shí)際的需求。在各種研究方法中，數(shù)值模擬方法計(jì)算量大、且模擬結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性很大程度取決于粧、土材料本構(gòu)模型的選擇、粧土接觸面的定義、以及邊界條件的確定等因素，且不便于工程應(yīng)用，而理論研究方法一般都是基于一定的假設(shè)前提下獲得的，因此局限于一定的適用范圍內(nèi)而很難全面推廣，因此試驗(yàn)研究成為了切實(shí)可行的研究方法。
[0004]目前用于群粧負(fù)摩阻力研究的試驗(yàn)方法主要是堆載固結(jié)法，該方法需要非常大的堆載和較長(zhǎng)的時(shí)間才能使土體產(chǎn)生較大的固結(jié)沉降，且堆載的大小隨著試驗(yàn)面積的增大而增大，試驗(yàn)中荷載比較單一。更為重要的一點(diǎn)是，堆載的荷載只能作用于群粧周圍土體，無法真正模擬實(shí)際工程中粧間土由于固結(jié)沉降對(duì)負(fù)摩阻力發(fā)揮的影響。因此試驗(yàn)費(fèi)用高、堆載過程較為危險(xiǎn)、工期長(zhǎng)、測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定性差。
[0005]該試驗(yàn)中難點(diǎn)為如何使土體在短時(shí)間內(nèi)固結(jié)從而產(chǎn)生較大沉降及如何在粧間土施加相同固結(jié)荷載。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種可在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較大固結(jié)沉降，高效靈活的用于研究粧基負(fù)摩阻力時(shí)間效應(yīng)的試驗(yàn)裝置。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種用于研究粧基負(fù)摩阻力時(shí)間效應(yīng)的試驗(yàn)裝置，包括模型鋼槽，設(shè)置在模型鋼槽內(nèi)的砂墊層和粘土層，以及打入粘土層中、且內(nèi)壁上設(shè)置有應(yīng)變片的模型粧，所述模型粧外粘土層中設(shè)置有至少一個(gè)單點(diǎn)沉降計(jì);所述粘土層中豎直設(shè)置有貫通粘土層的排水板，所述粘土層中沿豎直方向均勻設(shè)置有至少一個(gè)孔壓計(jì)，所述粘土層中位于與砂墊層連接處設(shè)置有真空表;所述砂墊層中水平設(shè)置有至少一根相互連接、且均勻設(shè)置有排水孔的排水管，所述排水管通過抽水管連接有設(shè)置在所述模型鋼槽外的真空栗。
[0008]所述粘土層上表面設(shè)置有一層液限在20-30之間的粘土。
[0009]所述砂墊層上表面鋪設(shè)有土工布。
[00?0]所述真空栗的最大負(fù)壓為-lOOkPa。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型試驗(yàn)裝置包括土體固結(jié)系統(tǒng)和量測(cè)系統(tǒng)，通過從粘土底部進(jìn)行抽真空操作使土體在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較大固結(jié)沉降，與堆載固結(jié)法相比可大幅度減少試驗(yàn)時(shí)間，降低試驗(yàn)危險(xiǎn)性，且能將荷載作用于粧間土，與實(shí)際工況較為相符;應(yīng)用上述量測(cè)系統(tǒng)采集相關(guān)數(shù)據(jù)，反饋土體固結(jié)程度給試驗(yàn)人員，使試驗(yàn)者可靈活調(diào)節(jié)真空度，與堆載固結(jié)法相比試驗(yàn)過程更為多樣性;本實(shí)用新型試驗(yàn)裝置大大降低了試驗(yàn)難度及危險(xiǎn)性，高效穩(wěn)定，靈活適用。
【附圖說明】
[0012]圖1:本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)不意圖；
[0013]圖2:本實(shí)用新型排水管與抽水管連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖標(biāo)注:1、模型鋼槽;2、砂墊層;3、粘土層;4、模型粧;5、單點(diǎn)沉降計(jì);6、排水板；
7、孔壓計(jì);8、真空表;9、排水管；10、真空栗;11、排水孔;12、抽水管。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0016]如附圖1和圖2所示，一種用于研究粧基負(fù)摩阻力時(shí)間效應(yīng)的試驗(yàn)裝置，包括模型鋼槽I，所述模型鋼槽I的尺寸既要滿足試驗(yàn)要求且不宜過大，本實(shí)施例中，所述模型鋼槽I選用長(zhǎng)1200mm、寬1200mm、高1200mm的正方體鋼槽。
[0017]所述鋼槽底內(nèi)鋪設(shè)有的砂墊層2和粘土層3，所述粘土層3中打入內(nèi)壁上設(shè)置有應(yīng)變片的模型粧4，所述模型粧4外粘土層3中設(shè)置有至少一個(gè)單點(diǎn)沉降計(jì)5，所述單點(diǎn)沉降計(jì)5分布在粘土層3中的不同高度。所述粘土層3中豎直設(shè)置有貫通粘土層3的排水板6;所述粘土層3中沿豎直方向均勻設(shè)置有至少一個(gè)孔壓計(jì)7，本實(shí)施例中，所述孔壓計(jì)7設(shè)置為三個(gè)；所述粘土層3中位于與砂墊層2連接處設(shè)置有真空表8。所述砂墊層2中水平設(shè)置有至少一根相互連接、且均勻設(shè)置有排水孔11的排水管9，本實(shí)施例中，所述排水管9設(shè)置為田字形框架結(jié)構(gòu)，且其直徑為30mm;所述排水管9通過抽水管12連接有設(shè)置在所述模型鋼槽I外的真空栗10，所述真空栗10的最大負(fù)壓為-lOOkPa。
[0018]此外，所述砂墊層2上表面鋪設(shè)有土工布;所述粘土層3上表面涂抹一層液限在20-30之間的粘土，使試驗(yàn)粘土層3形成真空狀態(tài)。
[0019]其中，所述模型鋼槽1、真空栗10、排水管9、抽水管12、排水板6、砂墊層2及粘土層3構(gòu)成本實(shí)用新型試驗(yàn)裝置的固結(jié)系統(tǒng);所述真空表8、孔壓計(jì)7、單點(diǎn)沉降計(jì)5及應(yīng)變片構(gòu)成本實(shí)用新型試驗(yàn)裝置的測(cè)量系統(tǒng)。
[0020]粧基負(fù)摩阻力時(shí)間效應(yīng)的試驗(yàn)在所述模型鋼槽I中進(jìn)行，首先，將多根排水管9管壁用機(jī)床鉆出規(guī)律的排水孔11，連接成整體并連上抽水管12后埋置于厚度為30cm的砂墊層2中，將抽水管12引出模型鋼槽I并與真空栗10連接;埋置完成后回填砂土至指定高度，將砂墊層2壓實(shí)至指定密實(shí)度，在砂墊層2上表面鋪設(shè)土工布;鋪設(shè)完成后，分層回填配置的粘土至指定高度，并進(jìn)行抹平;其次，在模型粧4內(nèi)壁粘貼應(yīng)變片并將其打入粘土層3中，靜置24h;然后，在粘土層3中布置孔壓計(jì)7、真空表8及單點(diǎn)沉降計(jì)5;最后，開啟真空栗10對(duì)試驗(yàn)粘土層3進(jìn)行抽真空固結(jié)，控制抽真空壓力為-lOOkPa，并在粘土層3上表面涂抹一層液限較高的粘土，使試驗(yàn)粘土層3形成真空狀態(tài)。在試驗(yàn)過程中，通過真空表8和孔壓計(jì)7的讀數(shù)可對(duì)負(fù)壓荷載進(jìn)行靈活調(diào)整，通過單點(diǎn)沉降計(jì)5的讀數(shù)可對(duì)負(fù)摩阻力的發(fā)揮程度進(jìn)行預(yù)測(cè)并控制試驗(yàn)進(jìn)度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于研究粧基負(fù)摩阻力時(shí)間效應(yīng)的試驗(yàn)裝置，包括模型鋼槽，設(shè)置在模型鋼槽內(nèi)的砂墊層和粘土層，以及打入粘土層中、且內(nèi)壁上設(shè)置有應(yīng)變片的模型粧，其特征在于，所述模型粧外粘土層中設(shè)置有至少一個(gè)單點(diǎn)沉降計(jì);所述粘土層中豎直設(shè)置有貫通粘土層的排水板，所述粘土層中沿豎直方向均勻設(shè)置有至少一個(gè)孔壓計(jì)，所述粘土層中位于與砂墊層連接處設(shè)置有真空表;所述砂墊層中水平設(shè)置有至少一根相互連接、且均勻設(shè)置有排水孔的排水管，所述排水管通過抽水管連接有設(shè)置在所述模型鋼槽外的真空栗。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于研究粧基負(fù)摩阻力時(shí)間效應(yīng)的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述粘土層上表面設(shè)置有一層液限在20-30之間的粘土。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于研究粧基負(fù)摩阻力時(shí)間效應(yīng)的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述砂墊層上表面鋪設(shè)有土工布。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于研究粧基負(fù)摩阻力時(shí)間效應(yīng)的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述真空栗的最大負(fù)壓為-1OOkPa。
【文檔編號(hào)】E02D33/00GK205604310SQ201620300308
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年4月8日
【發(fā)明人】苑紅凱, 陳志國, 張德利, 張寶剛, 趙亞琴, 曾偉, 王新岐, 李仙, 楊輝, 魏繼合, 焦占武, 段曉沛, 張國梁, 孫立強(qiáng), 郎瑞卿, 張占領(lǐng), 程海波, 葛娟, 謝國棟, 張立文, 趙寧, 柏正云, 位樹
【申請(qǐng)人】天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院