一种管桩竖向静载试验可视化模拟装置及模拟方法

摘要

本发明公开一种管桩竖向静载试验可视化模拟装置及其模拟方法，加载系统用螺栓固定在反力架上，推拉电动机固定在反力架上，推拉杆连接在推拉电动机上，在推拉杆中间部位通过内置螺纹将拉压传感器和推拉杆连接，拉压传感器导线连接在加载数据控制设备上；推拉杆通过反力架上的预留孔与加载系统连接；模型桩上端通过连接套管连接在推拉杆的下方；模型桩穿过定位板上的预留孔，定位板通过连接钮扣固定在支架上，固定在模型桩桩顶通过连接套管连接在推拉杆的下方，反力架上的预留孔与穿过定位板上的预留孔在同一铅垂线上；模型桩下端穿过定位板上的预留孔伸入模型箱内。可以提高试验精度，可以通过可视化装置直观的观察到试验过程中桩与土的变化。

主权项

一种管桩竖向静载试验可视化模拟装置的模拟方法，其特征在于，采用一种管桩竖向静载试验可视化模拟装置，包括加载系统(8)，加载系统(8)用螺栓固定在反力架(9)上，加载系统(8)包括推拉电动机、拉压传感器和推拉杆(7)；推拉电动机固定在反力架(9)上，推拉杆(7)连接在推拉电动机上，在推拉杆(7)中间部位通过内置螺纹将拉压传感器和推拉杆(7)连接，拉压传感器导线连接在加载数据控制设备(13)上；推拉杆(7)通过反力架(9)上的预留孔(5)与加载系统(8)连接；模型桩(3)上端通过连接套管(6)连接在推拉杆(7)的下方，连接套管(6)中部为薄钢板(61)，上部为与推拉杆(7)匹配的圆形钢管(62)，下部为与模型桩(3)匹配的半圆形钢管(63)；模型桩(3)穿过定位板(10)上的预留孔(5)，定位板(10)通过连接钮扣(12)固定在支架(11)上，反力架(9)上的预留孔(5)与穿过定位板(10)上的预留孔(5)在同一铅垂线上；模型桩(3)下端穿过定位板(10)上的预留孔(5)伸入模型箱(1)内；然后采用以下步骤进行：步骤1，调整好实验装置，将模型桩压到所需做静载试验的位置；步骤2，试验加载的位移通过加载系统控制，桩顶位移具体是通过控制加载系统里的推拉电动机的转速来控制，推拉电动机内置有计数器，计数器可以记录累计脉冲个数，精确记录推拉杆的位移，整个过程由预编程序来控制操作；步骤3，加载系统里有一个拉压传感器，可以测出竖向抗压静载时的桩顶荷载大小及竖向抗拔时的所施加的抗拔力大小；步骤4，可以通过桩顶荷载大小和桩顶位移量绘出P‑S曲线；当桩身荷载逐级施加于桩顶时，桩身受到压缩而产生向下的位移，通过桩身各断面处轴力可以计算出第i断面至第i+1断面间桩身侧摩阻力，具体计算如下：$q_s(i,i+1)=\frac{(Q_i-Q_{i+1})}{A_{si}}$式中：q_s(i,i+1)‑‑第i断面至第i+1断面间桩身侧摩阻力Q_i‑‑桩身各断面处轴力A_si‑‑第i断面至第i+1断面间桩侧表面积各断面处的桩身轴力Q_i：Q_i＝E_PA_Pε_i式中：E_P—桩身弹性模量；A_P—桩身截面积。