CN107064456A - 斜坡桩桩土相互作用局部模型试验装置 - Google Patents
斜坡桩桩土相互作用局部模型试验装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107064456A CN107064456A CN201710139605.2A CN201710139605A CN107064456A CN 107064456 A CN107064456 A CN 107064456A CN 201710139605 A CN201710139605 A CN 201710139605A CN 107064456 A CN107064456 A CN 107064456A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pile
- soil
- model casing
- experimental rig
- foundation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 230000003993 interaction Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims abstract description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910001651 emery Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 4
- 239000004927 clay Substances 0.000 abstract description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 abstract description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/24—Earth materials
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Placing Or Removing Of Piles Or Sheet Piles, Or Accessories Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种斜坡桩桩土相互作用局部模型试验装置,将刚性短桩(7)置于模型箱(3)中,所述的模型箱(3)内采用砂土、粉土及粘土等填筑为地基土(6),采用MTS电液伺服加载系统(1)将对所述的刚性短桩(7)施加循环荷载,所述的模型箱(3)底部安装有滚轴(4),可以施加单向位移用以模拟地基的侧移。通过布置的测试元件可以采集加载过程中所述的刚性短桩(7)的桩身应变量、所述的地基土(6)中加速度、孔隙压力和位移场等数据。本发明是一种能够测试斜坡侧移条件下近场土受桩身反复压缩时发生的塑性变形、桩土界面脱空及再接触特性,由此揭示地基侧移条件下桩土界面相互作用机理的试验装置。
Description
技术领域
本发明专利设计了一种能够测量动力作用下斜坡桩桩土相互作用的装置,特指采用液压千斤顶及滚轴系统对模型箱施加单向位移以模拟斜坡侧移,采用MTS电液伺服加载系统对刚性短桩施加循环荷载,通过安装在刚性短桩上的应变片和埋设于土体的加速度计、孔压计测量加载过程中桩身的应变量和土中加速度、孔隙水压力,同时在填土表面设置标记点来分析桩周土在加载过程中的位移场,以揭示地基侧移条件下桩土界面相互作用机理的装置。
背景技术
在进行动力作用下斜坡桩桩土相互作用的研究时,往往采用振动台模型试验,将模型桩和土体按预定的坡形设置在特定的模型箱中,布置相应的测试元件,再将模型箱固定在振动台上,通过振动台台面对试验模型施加地震波信号。利用测量得到的加速度、孔隙水压力、桩身应变等数据来分析地震作用下桩土相互作用机理。但是试验中影响因素甚多,无法有针对性的分析地基侧移对桩土界面相互作用特性的影响。若能设计一种新的试验装置,在对试验装置施加动荷载的同时还能控制桩周土体的侧移量用以模拟地基的侧移,就能够很好的揭示斜坡桩在地基侧移条件下桩土界面相互作用机理,尤其是先期最大接触压力对近场土刚度及屈服应力的影响,并可以提出考虑斜坡侧移作用的桩土界面本构模型。目前尚无此种装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在对桩基础施加动荷载的同时还能控制桩周土体的侧移量用以模拟地基的侧移,通过布置加速度计、孔压计和应变片等测试元件得到加载时土中压力、孔隙水压力、桩身应变等各项数据,揭示地基侧移条件下桩土界面相互作用机理的斜坡桩桩土相互作用局部模型试验装置。
为了解决上述技术问题,本发明提供了斜坡桩桩土相互作用局部模型试验装置。用实心钢材制作直接为20mm,长度为150mm的刚性短桩(入土深度100mm),将其置于500mm(长)×500mm(宽)×120mm(高)的模型箱中,所述的模型箱内用砂土、粉土及粘土等分别填筑厚度为100m的地基土。所述的地基土表面用红色的砂布置成网格状标记带,可采用高清照相机拍摄照片。在所述的地基土中埋设加速度计、孔压计,在所述的刚性短桩上粘贴应变片。所述的模型箱通过液压千斤顶在底部设置的滚轴上单向移动。试验中桩顶荷载通过MTS电液伺服加载系统施加。
进行实验时,采用所述的MTS电液电液伺服加载系统按幅值大小分级对刚性短桩直接施加1~2Hz的循环荷载,同时对所述的模型箱施加一个单向位移,模拟地基侧移条件。通过所述的模型箱内的测试元件测量加载过程中桩身应变量及土中压力与孔隙水压力。利用Matlab图像处理技术对所述的高清相机拍摄的照片进行处理获得桩周土在加载过程中的位移场。通过所采集的数据,分析近场土在桩身反复压缩下的塑性变形特性、桩土界面脱空及再接触特性。由此揭示地基侧移条件下桩土界面相互作用机理,尤其是先期最大接触压力对近场刚度及屈服应力的影响,并提出可考虑斜坡侧移条件作用的桩土界面本构模型。
综上所述,本发明是一种在对所述的刚性短桩施加动荷载的同时能控制桩周土的侧移,通过采集的数据揭示地基侧移条件下桩土相互作用机理,并提出考虑斜坡桩侧移作用的桩土界面本构模型的斜坡桩桩土相互作用局部模型试验装置。本发明扩展了桩土相互作用机理的研究手段,切实可行。
附图说明
图1是实验装置整体图。
图2是土体表面标记布置示意图。
具体实施方式
参考图1和图2,MTS电液伺服加载系统1通过连接件2与刚性短桩7连接,并安装激光位移计8,刚性短桩7上粘贴应变片11,刚性短桩7置于模型箱3内,模型箱3中用砂土、粉土及粘土等分别填筑作地基土6,地基土6中埋设加速度计9、孔压计10,模型箱3箱壁安装激光位移计8,底部设置滚轴4,可以通过液压千斤顶5对模型箱3施加单向位移,模型箱3顶部安装刚性支架13,照相机12固定在刚性支架13上,地基土6表面用红色的砂布置成网格状标记带14,可用高清照相机12拍摄照片。
参考图1和图2,进行试验时,MTS电液伺服加载系统1按幅值大小分别对刚性短桩7直接施加1~2Hz的循环荷载,同时利用液压千斤顶5对模型箱4施加一个单向位移,实验过程中采集加速度计6、孔压计7、激光位移计8和应变片9的时程数据,高清照相机在整个加载过程中进行连续拍照。
Claims (2)
1.一种斜坡桩桩土相互作用局部模型试验装置,其特征是:模型箱(3)底部安装有滚轴(4),可以通过液压千斤顶(5)对所述的模型箱(3)施加单向位移用以模拟地基的侧移,同时采用MTS电液伺服加载系统(1)通过连接件(2)对所述的刚性短桩(7)施加循环荷载。
2.根据权利要求1所述的一种斜坡桩桩土相互作用局部模型试验装置,其特征是:所述的刚性短桩上布置应变片(11)和激光位移计(8),所述的模型箱(3)上安装激光位移计(8),所述的地基土(6)中埋设加速度计(9)和孔压计(10),所述的地基土(3)表面用红色的砂布置成网格状标记带(14),采用固定在刚性支架(13)上的高清照相机(12)拍摄照片,通过所布置的测试元件采集加载过程中所述的刚性短桩(7)的桩身应变量、所述的地基土(6)中加速度、孔隙水压力和位移场等数据,以揭示地基侧移条件下桩土界面相互作用机理。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710139605.2A CN107064456A (zh) | 2017-03-10 | 2017-03-10 | 斜坡桩桩土相互作用局部模型试验装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710139605.2A CN107064456A (zh) | 2017-03-10 | 2017-03-10 | 斜坡桩桩土相互作用局部模型试验装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107064456A true CN107064456A (zh) | 2017-08-18 |
Family
ID=59622555
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710139605.2A Pending CN107064456A (zh) | 2017-03-10 | 2017-03-10 | 斜坡桩桩土相互作用局部模型试验装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107064456A (zh) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108225610A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-06-29 | 大连理工大学 | 适用于鼓式离心机的能量桩离心模型实验装置及使用方法 |
CN108396791A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-08-14 | 山东大学 | 一种多功能大型路基实验系统及实验方法 |
WO2021120394A1 (zh) * | 2019-12-17 | 2021-06-24 | 大连理工大学 | 一种抗滑桩-透明土边坡体系试验装置及变形量测方法 |
CN113107026A (zh) * | 2021-05-26 | 2021-07-13 | 金陵科技学院 | 一种刚性透水桩复合地基的复合单元试验装置 |
CN113605470A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-11-05 | 湖北省交通规划设计院股份有限公司 | 一种模拟斜坡堆填土-桩基模型试验装置及试验方法 |
CN114739353A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-07-12 | 浙江理工大学 | 桩土相互作用可视化防扰式实验装置及实验方法 |
CN114755092A (zh) * | 2022-03-23 | 2022-07-15 | 哈尔滨商业大学 | 一种季节性冻土室内试验专用装置及方法 |
CN115262662A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-11-01 | 中建东设岩土工程有限公司 | 一种悬浮型水泥搅拌桩复合地基室内模型试验装置 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201413268Y (zh) * | 2009-05-26 | 2010-02-24 | 同济大学 | 一种模拟土体侧移与轴向荷载耦合作用的模型试验装置 |
CN102914475A (zh) * | 2012-10-17 | 2013-02-06 | 中国矿业大学 | 一种观测水下土与结构界面力学特性的剪切试验装置 |
CN103293082A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-09-11 | 河海大学 | 一种测量不同液化度下砂土运动状态的试验装置和方法 |
CN103882894A (zh) * | 2014-04-10 | 2014-06-25 | 山东电力工程咨询院有限公司 | 预应力混凝土管桩水平承载特性试验模型及试验方法 |
CN104153404A (zh) * | 2014-08-28 | 2014-11-19 | 东南大学 | 桩复合地基结合碎石垫层基础的试验装置及试验方法 |
CN104294860A (zh) * | 2014-09-26 | 2015-01-21 | 福州大学 | 桩土相互作用振动台试验中p-y曲线测量装置 |
CN105067212A (zh) * | 2015-09-19 | 2015-11-18 | 福州大学 | 一种桩头固端的桩-土动力相互作用振动台试验装置及其施工方法 |
-
2017
- 2017-03-10 CN CN201710139605.2A patent/CN107064456A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201413268Y (zh) * | 2009-05-26 | 2010-02-24 | 同济大学 | 一种模拟土体侧移与轴向荷载耦合作用的模型试验装置 |
CN102914475A (zh) * | 2012-10-17 | 2013-02-06 | 中国矿业大学 | 一种观测水下土与结构界面力学特性的剪切试验装置 |
CN103293082A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-09-11 | 河海大学 | 一种测量不同液化度下砂土运动状态的试验装置和方法 |
CN103882894A (zh) * | 2014-04-10 | 2014-06-25 | 山东电力工程咨询院有限公司 | 预应力混凝土管桩水平承载特性试验模型及试验方法 |
CN104153404A (zh) * | 2014-08-28 | 2014-11-19 | 东南大学 | 桩复合地基结合碎石垫层基础的试验装置及试验方法 |
CN104294860A (zh) * | 2014-09-26 | 2015-01-21 | 福州大学 | 桩土相互作用振动台试验中p-y曲线测量装置 |
CN105067212A (zh) * | 2015-09-19 | 2015-11-18 | 福州大学 | 一种桩头固端的桩-土动力相互作用振动台试验装置及其施工方法 |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108225610A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-06-29 | 大连理工大学 | 适用于鼓式离心机的能量桩离心模型实验装置及使用方法 |
CN108396791A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-08-14 | 山东大学 | 一种多功能大型路基实验系统及实验方法 |
WO2021120394A1 (zh) * | 2019-12-17 | 2021-06-24 | 大连理工大学 | 一种抗滑桩-透明土边坡体系试验装置及变形量测方法 |
CN113107026A (zh) * | 2021-05-26 | 2021-07-13 | 金陵科技学院 | 一种刚性透水桩复合地基的复合单元试验装置 |
CN113107026B (zh) * | 2021-05-26 | 2022-07-22 | 金陵科技学院 | 一种刚性透水桩复合地基的复合单元试验装置 |
CN113605470A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-11-05 | 湖北省交通规划设计院股份有限公司 | 一种模拟斜坡堆填土-桩基模型试验装置及试验方法 |
CN114739353A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-07-12 | 浙江理工大学 | 桩土相互作用可视化防扰式实验装置及实验方法 |
CN114739353B (zh) * | 2022-03-07 | 2023-10-27 | 浙江理工大学 | 桩土相互作用可视化防扰式实验装置及实验方法 |
CN114755092A (zh) * | 2022-03-23 | 2022-07-15 | 哈尔滨商业大学 | 一种季节性冻土室内试验专用装置及方法 |
CN115262662A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-11-01 | 中建东设岩土工程有限公司 | 一种悬浮型水泥搅拌桩复合地基室内模型试验装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107064456A (zh) | 斜坡桩桩土相互作用局部模型试验装置 | |
CN101625352B (zh) | 一种隧道开挖岩溶突水试验方法及监测装置 | |
CN109470501A (zh) | 一种基于三维地质勘探的相似重构模型实验装置及方法 | |
CN105181498B (zh) | 循环荷载下土体内应力测试简易仪器及方法 | |
CN103953074B (zh) | 一种开口管桩锤击贯入模拟实验装置及实验方法 | |
CN106592655B (zh) | 一种梯度围压下管桩沉桩模拟试验装置及方法 | |
CN105242028B (zh) | 一种由高层建筑荷载和地下水抽灌引起土体分层沉降模型试验装置及试验方法 | |
CN107179396A (zh) | 多功能拼装式岩土工程物理相似试验系统 | |
CN105571801B (zh) | 一种基于小型振动台模型的岩溶桩基抗震测试试验方法 | |
CN105510153A (zh) | 一种大型土体界面剪切试验模型及试验方法 | |
CN103866736B (zh) | 一种矿震对煤矿地下水库影响的物理模拟试验系统及方法 | |
CN106644336B (zh) | 一种框架结构跨越地裂缝实验系统及方法 | |
CN210071552U (zh) | 桩与锚杆三轴围压试验装置 | |
CN108872297A (zh) | 一种盾尾注浆浆液凝结及管片上浮过程模型试验装置 | |
CN105021418A (zh) | 适用于土工离心模型试验的盾构开挖面模型及模拟方法 | |
CN202693398U (zh) | 深埋隧道围岩稳定性监测模拟试验装置 | |
CN111622277B (zh) | 一种模拟桩端存在空洞时对桩基承载性能影响的试验装置和试验方法 | |
CN211602719U (zh) | 一种多功能顶底板突水的采场矿压三维物理模拟试验平台 | |
CN110967467B (zh) | 一种模拟降雨诱发反序粒堆积体破坏的试验系统 | |
CN105890946A (zh) | 一种模拟静压桩沉桩过程的粘性土层的制备方法 | |
CN111796072A (zh) | 降雨条件下高陡边坡振动台测试系统及其搭建测试方法 | |
CN103760096B (zh) | 一种侧向加压相似模拟实验装置及实验方法 | |
CN205049415U (zh) | 一种检测光纤与土体协调变形的试验装置 | |
CN107179391A (zh) | 一种用于超浅埋下穿隧道浅层注浆的试验装置 | |
Zhao et al. | Field infiltration of artificial irrigation into thick loess |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170818 |