本發(fā)明專利技術(shù)公布了一種評(píng)價(jià)周期荷載下樁側(cè)摩阻力的循環(huán)摩擦套筒裝置，該元件自上而下設(shè)置有空心軸桿（1），空心軸桿（1）的左右兩側(cè)設(shè)置有軟管（2）和電纜（3）（包括兩根不同用途的電纜3.1、3.2），軟管（2）的下方連接有環(huán)形液壓缸（4），環(huán)形液壓缸（4）的下方設(shè)置有推動(dòng)器（5），推動(dòng)器（5）上裝有位移傳感器（6），位移傳感器（6）與電纜3.1相連接，推動(dòng)器（5）的下方為循環(huán)摩擦套筒（7），循環(huán)摩擦套筒（7）與電纜3.2相連接，緊貼循環(huán)摩擦套筒（7）的內(nèi)壁設(shè)有不銹鋼彈簧（8），不銹鋼彈簧（8）的下方依次設(shè)置有側(cè)壁摩擦筒（9）、孔壓過(guò)濾環(huán)（11）和圓錐探頭（12），側(cè)壁摩擦筒（9）的內(nèi)部設(shè)有孔隙水壓力傳感器（10）。該元件具有原位、快速、準(zhǔn)確、定量等特點(diǎn)，為周期荷載下樁體側(cè)摩阻力、土體剪切強(qiáng)度的評(píng)估等提供有效的檢測(cè)工具。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種循環(huán)摩擦套筒靜力觸探元件，屬于巖土工程領(lǐng)域中一種能夠原位、快速、準(zhǔn)確、定量地測(cè)試周期荷載下樁側(cè)摩阻力和土體剪切強(qiáng)度的靜力觸探裝置。
技術(shù)介紹
隨著世界工業(yè)化進(jìn)程的不斷發(fā)展，樁基礎(chǔ)在工業(yè)、交通等建設(shè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。一定條件下的樁基礎(chǔ)不僅承受上部建筑傳來(lái)的靜荷載，同時(shí)還承受著一定類型的動(dòng)荷載，如具有吊車的工業(yè)廠房樁基礎(chǔ)，樁體在承受廠房和吊車梁等自身靜荷載的同時(shí)還得承受吊車裝卸運(yùn)轉(zhuǎn)所帶來(lái)的循環(huán)荷載；海洋平臺(tái)樁基礎(chǔ)除承受上部平臺(tái)荷載外，還需承受海洋波浪的循環(huán)沖擊荷載；高速公路所承受的車輛荷載本身就是一種周期循環(huán)荷載。這就要求巖土工程工作者對(duì)循環(huán)荷載下樁基的力學(xué)性能有深刻認(rèn)識(shí)，其中樁側(cè)摩阻力就是一個(gè)非常重要的方面。目前，測(cè)定循環(huán)荷載作用下樁側(cè)摩阻力的方法主要有兩種，一種是理論計(jì)算法，另一種是靜力觸探原位測(cè)試法。理論計(jì)算法常見(jiàn)的有基于經(jīng)驗(yàn)的估算法、有限元數(shù)值計(jì)算等，這種方法雖然計(jì)算方便，但存在較多的假設(shè)條件和修正因子，與工程實(shí)際差距較大，計(jì)算結(jié)果的精確度較差。靜力觸探原位測(cè)試技術(shù)是指利用壓力裝置將帶有觸探頭的觸探桿壓入試驗(yàn)土層，通過(guò)量測(cè)系統(tǒng)測(cè)試土的錐尖阻力、側(cè)壁摩阻力、孔隙水壓力等，可確定土的某些基本物理力學(xué)特性，如土的變形模量、土的容許承載力等。靜力觸探技術(shù)至今已有80多年的歷史，在國(guó)際上已得到廣泛應(yīng)用，部分或全部取代了工程勘查中的鉆探和取樣。我國(guó)于1965年首先研制成功電測(cè)式靜力觸探并應(yīng)用于勘察。靜力觸探原位測(cè)試技術(shù)可通過(guò)分析探桿在土體中的循環(huán)受荷特征，得到樁體在相似條件的側(cè)摩阻力。本專利技術(shù)基于常規(guī)的靜力觸探設(shè)備，提出了一種可以快速、準(zhǔn)確、定量的原位測(cè)試循環(huán)摩擦套筒元件，為周期荷載下樁側(cè)摩阻力、土體抗剪強(qiáng)度等定量評(píng)價(jià)提供有效工具。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
技術(shù)問(wèn)題:本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)國(guó)內(nèi)無(wú)法進(jìn)行周期荷載下樁側(cè)摩阻力的原位定量評(píng)價(jià)，提出一種可用于巖土工程領(lǐng)域的可原位定量評(píng)價(jià)周期荷載下樁側(cè)摩阻力的循環(huán)摩擦套筒靜力觸探元件技術(shù)方案:本專利技術(shù)的一種評(píng)價(jià)周期荷載下樁側(cè)摩阻力的循環(huán)摩擦套筒裝置以空心軸桿為主體，在空心軸桿上部的左右兩側(cè)分別設(shè)置有軟管和第一電纜、第二電纜，軟管的下方連接有環(huán)形液壓缸，環(huán)形液壓缸的下方設(shè)置有推動(dòng)器，推動(dòng)器上裝有位移傳感器，位移傳感器與第一電纜相連接，推動(dòng)器的下方為循環(huán)摩擦套筒，循環(huán)摩擦套筒與第二電纜相連接，緊貼循環(huán)摩擦套筒的內(nèi)壁設(shè)有不銹鋼彈簧，不銹鋼彈簧的下方依次設(shè)置有側(cè)壁摩擦筒、孔壓過(guò)濾環(huán)和圓錐探頭，側(cè)壁摩擦筒的內(nèi)部設(shè)有孔隙水壓力傳感器。空心軸桿的外徑為35.7mm。軟管內(nèi)輸有液壓油，與環(huán)形液壓缸和推動(dòng)器共同組成液壓頂推裝置，液壓頂推裝置提供的循環(huán)荷載頻率為1Hz，最大位移為5_，精度大于1/100_。第一電纜與位移傳感器相連接，用于量測(cè)循環(huán)摩擦套筒的位移；第二電纜與循環(huán)摩擦套筒相連接，用于量測(cè)循環(huán)摩擦套筒與土體的接觸應(yīng)力。循環(huán)摩擦套筒與不銹鋼彈簧相連，循環(huán)摩擦套筒的表面積為200cm2，外徑為42.4mm,長(zhǎng)度為 150mm。側(cè)壁摩擦筒的表面積為150cm2，長(zhǎng)度為133.7mm。圓錐探頭的錐角為60°，錐底截面積為10cm2。每次循環(huán)荷載試驗(yàn)的試驗(yàn)深度不得超過(guò)10m，施加的循環(huán)荷載次數(shù)不得少于1000次。有益效果:樁基礎(chǔ)不僅要承受上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的靜荷載，還要承受吊車荷載、海洋波浪荷載和交通荷載等產(chǎn)生的周期動(dòng)荷載。目前定量評(píng)價(jià)周期荷載下樁側(cè)摩阻力的方法主要有理論計(jì)算法和靜力觸探原位測(cè)試法。雖然理論計(jì)算法簡(jiǎn)單、方便，但計(jì)算假設(shè)與工程實(shí)際存在較大差距，計(jì)算結(jié)果精確度較差，大多不滿足工程設(shè)計(jì)要求。靜力觸探原位測(cè)試具有連續(xù)、準(zhǔn)確、方便、快速等特點(diǎn)，通過(guò)分析探桿在土中的循環(huán)受荷特性，得到循環(huán)荷載下樁體側(cè)摩阻力。本專利技術(shù)解決了國(guó)內(nèi)現(xiàn)有原位測(cè)試技術(shù)無(wú)法定量評(píng)價(jià)周期荷載下樁側(cè)摩阻力的缺陷，能夠原位、連續(xù)、準(zhǔn)確的定量評(píng)價(jià)周期荷載下樁側(cè)摩阻力的變化。使得靜力觸探技術(shù)能夠更全面地服務(wù)于巖土工程領(lǐng)域。附圖說(shuō)明圖1是本專利技術(shù)的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中有:空心軸桿1，軟管2,第一電纜3.1、第一電纜3.2,環(huán)形液壓缸4,推動(dòng)器5,位移傳感器6，循環(huán)摩擦套筒7，不銹鋼彈簧8，側(cè)壁摩擦筒9，孔隙水壓力傳感器10，孔壓過(guò)濾環(huán)11，圓錐探頭12。具體實(shí)施例方式本專利技術(shù)的一種可原位定量評(píng)價(jià)周期荷載下樁側(cè)摩阻力的循環(huán)摩擦套筒元件，該元件自上而下設(shè)置有空心軸桿，空心軸桿的左右兩側(cè)設(shè)置有軟管和兩根不同用途的電纜，軟管的下方連接有環(huán)形液壓缸，環(huán)形液壓缸的下方設(shè)置有推動(dòng)器，推動(dòng)器上安裝有位移傳感器，位移傳感器與一根電纜相連接，推動(dòng)器的下方為循環(huán)摩擦套筒，循環(huán)摩擦套筒與另一根電纜相連接，緊貼循環(huán)摩擦套筒的內(nèi)壁設(shè)有不銹鋼彈簧，不銹鋼彈簧的下方依次設(shè)置有側(cè)壁摩擦筒、孔壓過(guò)濾環(huán)和圓錐探頭，側(cè)壁摩擦筒的內(nèi)部設(shè)有孔隙水壓力傳感器。所述的空心軸桿的外徑為35.7mm。所述的側(cè)壁摩擦筒表面積為150cm2，長(zhǎng)度為133.7mm,圓錐探頭的錐角為60°，錐底截面積為10cm2。所述的軟管內(nèi)輸有液壓油，與環(huán)形液壓缸和推動(dòng)器組成液壓頂推裝置。液壓頂推裝置提供的循環(huán)荷載頻率為1Hz，最大位移為5_，精度大于1/100_。所述的推動(dòng)器上裝有位移傳感器，并與數(shù)據(jù)采集電纜相連，組成位移量測(cè)裝置，用于測(cè)量試驗(yàn)過(guò)程中循環(huán)摩擦筒的位移變化。循環(huán)摩擦套筒與另一根數(shù)據(jù)采集電纜相連，組成應(yīng)力量測(cè)裝置，用于測(cè)量試驗(yàn)過(guò)程中循環(huán)摩擦套筒與周圍接觸土體的應(yīng)力變化。所述的循環(huán)摩擦套筒與不銹鋼彈簧相連，循環(huán)摩擦套筒的表面積為200cm2，外徑為 42.4mm,長(zhǎng)度為 150mm。每次循環(huán)荷載試驗(yàn)的試驗(yàn)深度不得超過(guò)10m，施加的循環(huán)荷載次數(shù)不得少于1000次。周期荷載試驗(yàn)前，將帶有循環(huán)摩擦套筒元件的探桿貫入至指定位置，待孔壓消散完全后，開(kāi)始試驗(yàn)并記錄循環(huán)摩擦套筒位移、應(yīng)力和液壓缸壓力值等相關(guān)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)結(jié)果由于受彈簧變形、軟管膨脹等因素影響必須進(jìn)行修正。將修正后的循環(huán)摩擦套筒位移、套筒側(cè)壁摩阻力和液壓等相關(guān)結(jié)果整理分析，得到周期荷載下樁體側(cè)摩阻力。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種評(píng)價(jià)周期荷載下樁側(cè)摩阻力的循環(huán)摩擦套筒裝置，其特征在于該裝置以空心軸桿（1）為主體，在空心軸桿（1）上部的左右兩側(cè)分別設(shè)置有軟管（2）和第一電纜（3.1）、第二電纜（3.2），軟管（2）的下方連接有環(huán)形液壓缸（4），環(huán)形液壓缸（4）的下方設(shè)置有推動(dòng)器（5），推動(dòng)器（5）上裝有位移傳感器（6），位移傳感器（6）與第一電纜（3.1）相連接，推動(dòng)器（5）的下方為循環(huán)摩擦套筒（7），循環(huán)摩擦套筒（7）與第二電纜（3.2）相連接，緊貼循環(huán)摩擦套筒（7）的內(nèi)壁設(shè)有不銹鋼彈簧（8），不銹鋼彈簧（8）的下方依次設(shè)置有側(cè)壁摩擦筒（9）、孔壓過(guò)濾環(huán)（11）和圓錐探頭（12），側(cè)壁摩擦筒（9）的內(nèi)部設(shè)有孔隙水壓力傳感器（10）。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種評(píng)價(jià)周期荷載下樁側(cè)摩阻力的循環(huán)摩擦套筒裝置，其特征在于該裝置以空心軸桿(I)為主體，在空心軸桿(I)上部的左右兩側(cè)分別設(shè)置有軟管(2)和第一電纜(3.1)、第二電纜(3.2)，軟管(2)的下方連接有環(huán)形液壓缸(4)，環(huán)形液壓缸(4)的下方設(shè)置有推動(dòng)器(5)，推動(dòng)器(5)上裝有位移傳感器(6)，位移傳感器(6)與第一電纜(3.1)相連接，推動(dòng)器(5)的下方為循環(huán)摩擦套筒(7)，循環(huán)摩擦套筒(7)與第二電纜(3.2)相連接，緊貼循環(huán)摩擦套筒(7)的內(nèi)壁設(shè)有不銹鋼彈簧(8)，不銹鋼彈簧(8)的下方依次設(shè)置有側(cè)壁摩擦筒(9)、孔壓過(guò)濾環(huán)(11)和圓錐探頭(12)，側(cè)壁摩擦筒(9)的內(nèi)部設(shè)有孔隙水壓力傳感器(10)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評(píng)價(jià)周期荷載下樁側(cè)摩阻力的循環(huán)摩擦套筒裝置，其特征在于空心軸桿(I)的外徑為35.7mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評(píng)價(jià)周期荷載下樁側(cè)摩阻力的循環(huán)摩擦套筒裝置，其特征在于軟管(2 )內(nèi)輸有液壓油，與環(huán)形...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蔡國(guó)軍，張濤，劉松玉，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：東南大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。