一種凍土地區樁側負摩阻力測試裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種凍土地區樁側負摩阻力測試裝置，包括空心樁以及設置于空心樁內測的應變片，所述空心樁設置于保溫外殼內，保溫外殼設有頂蓋，緊貼保溫外殼內壁沿圓周設置有制冷管，制冷管與制冷機相連，保溫外殼內空心樁下方設置有補水裝置與水池之間通過管道連接，保溫外殼上下分別設置頂板和底板，保溫外殼底部和底板之間鋪設中砂，保溫外殼內部空心樁外側鋪設土樣，溫度傳感器、凍脹融沉計、水分傳感器、沉降標沿豎直方向埋置土樣中，由數據線連接，數據線接頭留在土樣外側與百分表連接，頂蓋通過螺絲釘與頂板連接，百分表通過表座固定牢固。本實用新型專利技術通過制冷機人工制冷，可以模擬各種工況的大氣溫度，并且可以通過溫度傳感器和凍脹融沉計實時精確測量土樣的溫度和凍脹量，這樣就可以剔除凍脹量對負摩阻力的影響，使得試驗結果更精確。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種工程樁的負摩阻力測試裝置，特別是涉及一種凍土地區樁側負摩阻力測試裝置。
技術介紹
凍土地區，尤其是高緯度的多年凍土地區，冬季大氣溫度較低，土體在負溫下發生凍結，土體發生凍脹隆起，夏季大氣溫度升高，凍結的土體發生融化，土體發生熱熔沉降，從而導致土體對樁產生負摩阻力，負摩阻力不僅不能承擔樁上部的結構荷載，反而會對樁產生向下拉的負作用，大大降低了樁基的承載力，而影響上部結構的安全。目前，工程上對樁的負摩阻力的研究多集中在軟土地區，對凍土區，尤其是高緯度的多年凍土地區樁的負摩阻力研究的較少，凍土地區因負摩阻力造成的工程事故屢見不鮮，尤其是近幾天氣候變暖，使得凍土區熱融化深度增大，然而現在還沒有專門的測量凍土地區，尤其是高緯度的多年凍土地區樁在周圍土體融化后產生的負摩阻力的試驗裝置。
技術實現思路
為了解決現有技術中存在的問題，本技術提供一種凍土地區樁側負摩阻力測試裝置，解決現有技術中凍土地區因負摩阻力造成的工程事故較多的問題。本技術所采用的技術方案有:一種凍土地區樁側負摩阻力測試裝置，包括空心樁以及設置于空心樁內測的應變片，所述空心樁設置于保溫外殼內，保溫外殼設有頂蓋，緊貼保溫外殼內壁沿圓周設置有制冷管，制冷管與制冷機相連，保溫外殼內空心樁下方設置有補水裝置與水池之間通過管道連接，保溫外殼上下分別設置頂板和底板，保溫外殼底部和底板之間鋪設中砂，保溫外殼內部空心樁外側鋪設土樣，溫度傳感器、凍脹融沉計、水分傳感器、沉降標沿豎直方向埋置土樣中，由數據線連接，數據線接頭留在土樣外側與百分表連接，頂蓋通過螺絲釘與頂板連接，百分表通過表座固定牢固。所述保溫外殼為雙層鋼桶結構，雙層鋼桶之間鋪設無機保溫砂漿。所述應變片設置兩種型號:應變片A和應變片B。所述土樣的粒徑不超過20mm。所述中沙的厚度為30_50mm。所述兩種型號的應變片A和應變片B的豎向間距為30_40mm。所述溫度傳感器的豎向間距為40-60mm，沉降標的豎向間距也為40_60mm，凍漲融沉計的豎向間距為60-80mm。該裝置的工作原理是:通過制冷機使土樣發生凍脹隆起，停止制冷機工作，讓樣在室溫下自然融化，融化后通過應變片和百分表測出樁的變形值，利用變形與摩阻力的計算公式，就可以得到負摩阻力的大小，利用溫度傳感器、凍脹融沉計和水分傳感器可以實時得到不同溫度、凍脹融沉量和含水率的工況下樁的負摩阻力的大小。與現有技術相比，本技術的有益效果是:I通過制冷機人工制冷，可以模擬各種工況的大氣溫度，并且可以通過溫度傳感器和凍脹融沉計實時精確測量土樣的溫度和凍脹量，這樣就可以剔除凍脹量對負摩阻力的影響，使得試驗結果更精確。2在土樣融化過程中用應變片A、應變片B、百分表及沉降標實時監測樁與土樣之間的變形值，利用得到的變形值，換算得到最終樁的負摩阻力的大小，精度非常高，其結果與實際情況非常吻合。3補水裝置的設置可以模擬任何含水率(含水率對樁與土負摩阻力的影響非常大)工況下的樁與土體的負摩阻力。附圖說明圖1為本技術凍土地區樁側負摩阻力測試裝置結構示意圖；圖中:1-雙層鋼桶，2-空心樁，3-應變片A，4-應變片B，5-水分傳感器，6-頂蓋，7-頂板，8-底板，9-中砂，10- 土樣，11-補水裝置，12-溫度傳感器，13-百分表，14-表座，15-沉降標，16-凍脹融沉計，17-制冷管，18-制冷機，19-水池，20-無機保溫砂漿，21-螺絲釘。具體實施方式以下結合附圖對本技術做詳細說明。如圖1所示，本技術凍土地區樁側負摩阻力測試裝置，包括空心樁2以及設置于空心樁2內測的應變片A3和應變片B4，空心樁2設置于雙層鋼桶I內，雙層鋼桶I之間鋪設無機保溫砂漿20，雙層鋼桶I設有頂蓋6，緊貼雙層鋼桶I內壁沿圓周設置有制冷管17，制冷管17與制冷機18相連，雙層鋼桶I內空心樁2下方設置有補水裝置11與水池19之間通過管道連接，雙層鋼桶I上下分別設置頂板7和底板8，雙層鋼桶I底部和底板8之間鋪設中砂9，雙層鋼桶I內部空心樁2外側鋪設土樣10，溫度傳感器12、凍脹融沉計16、水分傳感器5、沉降標15沿豎直方向埋置土樣10中，由數據線連接，數據線接頭留在土樣10外側與百分表13連接，頂蓋6通過螺絲釘21與頂板7連接，百分表13通過表座14固定牢固。測試裝置的組裝方法包括:1、預估所需要的土樣的重量，用小錘將土樣中的大塊顆粒打碎，使得最大粒徑不超過20_。2、用天平秤量所需要的土樣，放在預先準備好的鐵盆內，通過計算，用量筒量取所需要的水(不同工況的含水率不同)均勻撒在鐵盆內的土樣上，在鐵盆內用鐵鏟攪拌均勻。3、將中砂鋪在底板下部，中砂的厚度為30-50mm，將補水裝置放在雙層鋼桶中間，并將補水裝置與水池之間通過雙層鋼桶側面底部的小孔用塑料管連接。4、將應變片A和應變片B用膠水粘在空心樁的內側，應變片A和應變片B的豎向間距為30-40mm，空心樁的直徑為200-300mm，長度為700-900mm，5、將制冷管緊貼雙層鋼桶內側圓周布置，制冷管的直徑為30-40_，長度與空心樁一樣，制冷管與制冷機之間通過雙層鋼桶側面底部的小孔用PE管連接，小孔的直徑比PE管大2-4mm，并用膠布將小孔處及制冷管與制冷機接頭處粘結牢固，6、將空心樁放在雙層鋼桶內的補水裝置正上方，然后將攪拌好的土樣一層一層的鋪在雙層鋼桶內，邊鋪邊用小錘振搗，每一層的厚度不超過50_，到指定位置將溫度傳感器、凍脹融沉計、溫度傳感器、沉降標埋在土樣中并用數據線與其連接，溫度傳感器、溫度傳感器及沉降標的豎向間距為40-60mm，凍脹融沉計為60_80mm。7、將百分表固定在表座上，并通過數據線與沉降表連接。8將保溫砂漿灌在雙層鋼桶的內外層間隙中。使用時，啟動制冷機，通過制冷機產生的冷能使土樣發生凍結，通過溫度傳感器和凍脹融沉計實時監測土樣的溫度和凍脹量，當土樣中溫度和凍脹量達到預設值時，停止制冷機的工作。然后在土樣融化過程中用應變片A、應變片B、表分表及沉降標實時監測樁與土樣之間的變形值，利用得到的變形值，就可以換算得到最終樁的負摩阻力的大小。最后打開補水裝置，重復步驟上述兩步驟進行不同含水率的土樣的負摩阻力試驗測定。本技術測試裝置中雙層鋼桶的作用是盛放土樣和保溫砂漿(放在兩層之間的縫隙)，保溫砂漿的作用是，在土樣凍結時防止冷能向外擴散，土樣的作用是模擬天然的土層和埋設各種測量儀器，應變片A和應變片B的作用是測量樁與土樣的變形值，設置兩種型號的應變片的作用是為了防止因一種應變片所造成的誤差，百分表和沉降標的作用是測量樁與土樣之間的位移，對所有應變片變形監測結果起校對作用，表座的作用是固定百分表，使其在使用過程中不發生滑動，補水裝置的作用是為土樣補充水分即可以隨時調整土樣的含水率，水分傳感器的作用是實時監測土體含水率的大小，水池的作用是為補水裝置提供水源，溫度傳感器的作用是實時監測土樣的溫度，凍脹融沉計的作用是監測土體的溫度和凍脹量及融沉量的大小，制冷管機的作用是為土樣凍結產生冷能，冷能管是把制冷機產生的冷能擴散在土樣中，使土樣發生凍結，中砂的作用是可以吸收土樣在融化時排出的水分，空心樁的作用是模擬實際的工程樁，做成空心樁的目的是內部要貼應變片，頂蓋的作用是凍結時蓋緊頂蓋，防止冷能散出本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種凍土地區樁側負摩阻力測試裝置，包括空心樁以及設置于空心樁內測的應變片，其特征在于，所述空心樁設置于保溫外殼內，保溫外殼設有頂蓋，緊貼保溫外殼內壁沿圓周設置有制冷管，制冷管與制冷機相連，保溫外殼內空心樁下方設置有補水裝置與水池之間通過管道連接，保溫外殼上下分別設置頂板和底板，保溫外殼底部和底板之間鋪設中砂，保溫外殼內部空心樁外側鋪設土樣，溫度傳感器、凍脹融沉計、水分傳感器、沉降標沿豎直方向埋置土樣中，由數據線連接，數據線接頭留在土樣外側與百分表連接，頂蓋通過螺絲釘與頂板連接，百分表通過表座固定牢固。

【技術特征摘要】
1.一種凍土地區樁側負摩阻力測試裝置，包括空心樁以及設置于空心樁內測的應變片，其特征在于，所述空心樁設置于保溫外殼內，保溫外殼設有頂蓋，緊貼保溫外殼內壁沿圓周設置有制冷管，制冷管與制冷機相連，保溫外殼內空心樁下方設置有補水裝置與水池之間通過管道連接，保溫外殼上下分別設置頂板和底板，保溫外殼底部和底板之間鋪設中砂，保溫外殼內部空心樁外側鋪設土樣，溫度傳感器、凍脹融沉計、水分傳感器、沉降標沿豎直方向埋置土樣中，由數據線連接，數據線接頭留在土樣外側與百分表連接，頂蓋通過螺絲釘與頂板連接，百分表通過表座固...

【專利技術屬性】
技術研發人員：柴艷飛，王存貴，余流，張云富，陸海英，黃克起，方杰，高璞，朱芳，
申請(專利權)人：中國建筑第六工程局有限公司，
類型：實用新型
國別省市：