一种桩土相互作用可视化试验装置及其试验方法
专利类型：发明专利
语 言：中文
申 请 号：CN201910077530.9
申 请 日：20190128
申 请 人：重庆大学
申请人地址：400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号
公 开 日：20190611
公 开 号：CN109868849A
代 理 人：王翔
代理机构：重庆缙云专利代理事务所(特殊普通合伙)
摘 要：发明提供一种桩土相互作用可视化试验装置及其试验方法。该试验箱装置包括试验箱、桩体限位器、模型桩、可视化系统、桩体加载和测量装置。所述有机玻璃箱体嵌在箱体支撑钢架内腔中,可拆卸桩体限位器位于试验箱上部以保证桩体竖直、紧贴箱内壁。开发出匹配的多种模型半桩进行染色的土颗粒层中的桩土相互作用研究。结合布置的可视化系统及现代图像处理分析技术,实现了桩土相互作用全过程的动态应力、变形、位移、土体孔隙率、土颗粒破碎等土体内部细节信息揭示。该装置实现了试验研究宏观层面上桩-土层作用及细微观层面上桩-土颗粒作用的结合,可模拟多种试验研究工况,装置重量轻,部件拆卸性好,结构、部件的作用力明确。
主 权 项：1.一种桩土相互作用可视化试验装置,其特征在于：包括有机玻璃箱体(1)、若干桩体限位器(2)、箱体支撑钢架(6)、两个活动支座(9)、活动反力梁(10)、模型半桩和可视化系统；所述箱体支撑钢架(6)整体为一个矩形箱体；这个矩形箱体的上端面设置有顶部钢板加强箍(601)；所述有机玻璃箱体(1)为矩形箱体；所述有机玻璃箱体(1)嵌座在箱体支撑钢架(6)的内腔中；所述箱体支撑钢架(6)的高度大于有机玻璃箱体(1)的高度；所述有机玻璃箱体(1)的内腔填筑土体材料；所述土体材料包括间隔布置的若干层未染色土颗粒层和同级配的彩色土颗粒层(35)；所述箱体支撑钢架(6)的四侧壁面依次为第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁；所述第一侧壁和第三侧壁板面均设置有若干个限位器固定孔(602)；所述限位器固定孔(602)布置在壁面的上端；所述第二侧壁和第四侧壁的板面上具有镂空部分；所述钢板加强箍(601)在第一侧壁和第三侧壁对应位置处设置有支座固定孔(603)；所述桩体限位器(2)包括长条状本体和本体两端的固定端(201)；所述长条状本体上设置有若干个桩体预留位(206)；所述桩体预留位(206)为贯穿长条状本体上下表面的孔洞；所述桩体预留位(206)的位置与有机玻璃箱体(1)箱壁厚相匹配；所述固定端(201)上设置有螺栓孔；螺栓依次穿过固定端(201)上的螺栓孔和对应限位器固定孔(602)后旋入螺母,将桩体限位器(2)固定于支撑钢架(6)上；所述两个活动支座(9)对称布置在钢板加强箍(601)上方,并通过支座固定孔(603)与钢板加强箍(601)固定连接；所述活动反力梁(10)布置在两个活动支座(9)之间,并与活动支座(9)固定连接；所述活动反力梁(10)的长度方向与第二侧壁和第四侧壁的板面平行；所述活动反力梁(10)上设置有贯穿其上下表面的圆柱空心孔(1001)；所述模型半桩包括桩体和桩尖；所述桩体为半圆柱金属空心桩；所述桩体预留位(206)的尺寸与桩体横截面尺寸相匹配；所述桩体的内壁上粘贴有应变片(29)；所述桩体的侧壁上设置有供导线穿过的侧壁孔；试验时,所述模型半桩穿过桩体预留位(206)后贯入土体材料中；所述模型半桩的矩形外壁紧贴有机玻璃箱体(1)的内壁；所述模型半桩的顶部布置平直载荷板(5)或中空载荷板(50)；所述活动反力梁(10)与平直载荷板(5)之间布置有液压千斤顶(7)；所述活动反力梁(10)上方布置有穿心千斤顶(8)；所述可视化系统包括拍照灯(31)、高清PIV相机(32)和图像处理分析系统(33)；拍照灯(31)对称布置于第二侧壁或第四侧壁前方两侧；高清PIV相机(32)置于第二侧壁或第四侧壁正前方；图像处理分析系统(33)连接高清PIV相机(32)；试验时,液压千斤顶(7)或穿心千斤顶(8)分级施加荷载,使模型半桩下沉或上拔；高清PIV相机(32)连续拍摄记录随荷载施加桩周土体的变化信息；图像处理分析系统(33)对土体颗粒进行追踪分析。
关 键 词：
法律状态：
IPC专利分类号：E02D33/00