CN103558359B - 无粘结预应力加筋土预应力损失测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种无粘结预应力加筋土预应力损失的测试装置，该设备包括一个箱体、填料、锚固装置、若干个孔隙水压力计、若干个位移计、若干个土压力盒、穿心测力计、盖板、排水管、积水杯。通过这个装置及这些测试元件研究加筋材料上预应力损失的程度及机理。该装置中与锚具相连的穿心测力计直接反应加筋材料上面预应力的变化，用位移计量测盖板的变形，用土压力盒测量盖板下反力及箱体内土压力的分布，通过孔隙水压力计量测孔隙水压的变化、用积水杯量测填料排出的水量。通过这些测量设备可以研究无粘结预应力加筋土预应力损失的程度及机理。

Description

无粘结预应力加筋土预应力损失测试装置及方法

技术领域

本发明涉及土工材料加工效果测试装置领域，特别是涉及无粘结预应力加筋土预应力损失测试装置方法。

背景技术

无粘结预应力加筋土技术是岩土领域一种新型的填方工程加固技术，该技术的关键是如何有效的对填土施加并保持一定的预压应力是该技术的关键。由于填料在荷载作用下会发生固结、蠕变，而且在预应力张拉后由于挡板的变形及锚具的内缩，这些因素都会造成加筋材料的预应力损失，从而导致填料内部侧向预压应力的降低。填料上预压应力的降低直接影响无粘结预应力加筋土的力学性能及安全性。因此，研究不同的填料、加筋材料上不同的预应力水平对无粘结预应力加筋土中预应力损失规律极其重要。由于目前尚无测试装置及测试方法，影响了该技术的推广和应用。

发明内容

本发明的提供了一种测量无粘结预应力加筋土中预应力损失的装置及测试方法。采用一种箱式装置，通过量测加筋材料上预应力的损失、填土孔隙水压力变化及填土内压力场的分布与变化规律评测无粘结预应力加筋土中的预应力损失。从而对无粘结预应力的力学性能评价提供数据。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种无粘结预应力加筋土预应力损失测试装置，包括一箱体，所述箱体内部填充有填料；

所述填料内部分层设置有若干个土压力盒和若干个孔隙水压力计；

所述填料顶部设置有挡板，所述挡板上部设置有位移计；

两根无粘结预应力加筋材料下部固定于所述箱体底部，上部通过相对应的锚固装置固定于所述挡板内，且所述锚固装置和挡板之间设置有穿心荷载计；

所述箱体底部设置有排水管和积水杯。

进一步的，所述箱体的内部高度不低于1.5m。

进一步的，所述填料内布设两层土压力盒，用于量测土压力沿高度的分布，第一层土压力盒位于挡板下10cm以内，第二层土压力盒距离第一层土压力盒35cm-45cm，且每层土压力盒不少于四个。

进一步的，所述填料内布设两层孔隙水压力计，用于量测孔隙水压沿高度的分布，第一层孔隙水压力计于挡板下25cm以内，第二层孔隙水压力计距离第一层孔隙水压力计40cm，且每层孔隙水压力计不少于四个。

进一步的，所述排水管和积水杯数量为两组。

本发明采用箱式结构，将加筋材料的下端锚固于箱式结构底部，在结构内部填充并压实填料，结构内部分层布置土压力盒和孔隙水压力计；将加筋材料上端通过张拉锚固于箱式结构上部的挡板，在挡板上部设置位移计，在锚固装置和挡板之间设置穿心荷载计。每半个小时采集数据一次，直到任意一个测试点相邻连两次的数据稳定时，结束测试。评估加筋材料上面预应力的损失、孔隙水压变化、土压力场分布变化、挡板的变形、排水量。

预应力加筋土中预应力的损失通常发生在挡板后1m的范围内，因此，箱体结构的内部高度不小于1.5m。

挡板后的土压力直接反应挡板对填料的约束，因此，在挡板下不大于10cm的位置对称布设第一层土压力盒，该层下35cm-45cm位置相应位置布设第二层土压力盒，每层土压力盒不少于四个。

为了研究填料固结的情况，在挡板下不大于25cm的位置对称布设第一层孔隙水压力计，该层下40cm位置相应位置布设第二层孔隙水压力计，每层孔隙水压力计不少于四个。

在箱体结构下部设置两个排水管和积水杯，绘制每个测试仪器是测量结果与时间的关系并给出排水量的体积。

本发明的有益效果是：本发明可以提供无粘结预应力加筋土中预应力的损失与填料物理参数的关系，从而为不同物理参数的无粘结预应力加筋土的预应力控制提供依据。

附图说明

图1为本发明测试装置剖视图；

图2为本发明测试装置俯视图。

图中：1-测试装置箱体，2-填料，3-挡板，4-无粘结预应力加筋材料，5-锚固装置，6-土压力盒，7-孔隙水压力计，8-位移计，9-穿心荷载计、10-排水管、11-积水杯。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步描述。

如图1和图2所示，一种无粘结预应力加筋土预应力损失测试装置，包括一箱体1，内部高度1.5m，所述箱体1内部填充有填料2。

所述填料2顶部设置有一挡板3，所述挡板3上部设置有位移计8。

所述填料2内部分两层均匀设置有八个土压力盒6和八个孔隙水压力计7，其中第一层土压力盒位于挡板3下10cm，第二层土压力盒6距离第一层土压力盒40cm，且每层土压力盒6为四个；第一层孔隙水压力计7于挡板3下25cm，第二层孔隙水压力计7距离第一层孔隙水压力计40cm，且每层孔隙水压力计7为四个。

两根无粘结预应力加筋材料4下部固定于所述箱体1底部，上部通过相对应的锚固装置5固定于所述挡板3内，且所述锚固装置5和挡板3之间设置有穿心荷载计9。所述箱体1底部设置有两组排水管10和积水杯11。

以下为本发明测试装置具体的制作及测试方法：

第一步将无粘结预应力加筋材料的下部固定于箱底，并将上端临时固定于箱体的上端。

第二步在箱体内分层填入填料，并分层压实，达到埋置仪器的位置把仪器按仪器的要求埋置好，并将信号线安全引出。

第三步填料填至要求的高度，压实，安装挡板，无粘结预应力加筋材料的上端从挡板的空洞穿过，并穿过穿心式测力计，在挡板上安装位移计，对无粘结预应力加筋材料的上端张拉并用锚具锚固。

第四步每三十分钟读取每个测量仪器的测量数据一次，当每个测试仪器相邻两次的读数之差小于读数的5％时停止试验。

第五步整理数据，给出预应力损失的绝对值和相对值，并给出挡板的变形规律，计算填料的压缩和排水量。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (5)

1.一种无粘结预应力加筋土预应力损失测试装置，其特征在于，包括一箱体(1)，所述箱体(1)内部填充有填料(2)；

所述填料(2)内部分层设置有若干个土压力盒(6)和若干个孔隙水压力计(7)；

所述填料(2)顶部设置有挡板(3)，所述挡板(3)上部设置有位移计(8)；

两根无粘结预应力加筋材料(4)下部固定于所述箱体(1)底部，上部通过相对应的锚固装置(5)固定于所述挡板(3)内，且所述锚固装置(5)和挡板(3)之间设置有穿心荷载计(9)；

所述箱体(1)底部设置有排水管(10)和积水杯(11)。

2.根据权利要求1所述的一种无粘结预应力加筋土预应力损失测试装置，其特征在于，所述箱体(1)的内部高度不低于1.5m。

3.根据权利要求1所述的一种无粘结预应力加筋土预应力损失测试装置，其特征在于，所述填料(2)内布设两层土压力盒(6)，用于量测土压力沿高度的分布，第一层土压力盒(6)位于挡板(3)下10cm以内，第二层土压力盒(6)距离第一层土压力盒(6)35cm-45cm，且每层土压力盒(6)不少于四个。

4.根据权利要求1所述的一种无粘结预应力加筋土预应力损失测试装置，其特征在于，所述填料(2)内布设两层孔隙水压力计(7)，用于量测孔隙水压沿高度的分布，第一层孔隙水压力计于挡板下25cm以内，第二层孔隙水压力计距离第一层孔隙水压力计40cm，且每层孔隙水压力计(7)不少于四个。

5.根据权利要求1所述的一种无粘结预应力加筋土预应力损失测试装置，其特征在于，所述排水管(10)和积水杯(11)数量为两组。