CN108661091A - 一种深层载荷试验适时测试装置及测试方法 - Google Patents

一种深层载荷试验适时测试装置及测试方法 Download PDF

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刘干斌
姚燕明
陈斌
张春进
叶俊能
叶荣华
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Abstract

本发明涉及一种深层载荷试验适时测试装置,包括:加载系统、传力系统和测试系统;所述加载系统包括堆载配重、基准梁和支墩,堆载配重下方装有基准梁,基准梁支承在支墩上,支墩支承在地基表面;所述传力系统包括千斤顶、传力柱、垫板、承压板、端板、连接杆、压力传感器、拉线式位移计和位移传感器;所述测试系统包括压力传感器、位移传感器和拉线式位移计。本发明的有益效果是:承压板的位移量采用两种方式,其一是在地表直接测定传力柱的沉降,其二是利用位移杆和拉线式位移计直接测定承压板的同步位移,测量精度受孔深影响小,可避免地面加荷引起传力柱的弹性变形和弯曲对位移测量的影响。

Description

一种深层载荷试验适时测试装置及测试方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种深层地基土承载力测试的装置及测试方法,尤其是涉及一种深层 载荷试验适时测试装置及测试方法。
背景技术
[0002] 高层建筑、高速公路、机场、铁路、隧道结构等的建设安全在很大的程度上取决于 岩土体能否提供足够的承载力,控制地基的沉降等,而地基承载力和地基沉降计算中的参 数又主要是由土工试验和原为测试来确定的,因此,土工试验和原为测试对于各类工程项 目的建设是不可缺少的。载荷试验(Loading Test)是在野外现场用一个刚性承压板逐级加 荷,测定天然地基或复合地基的变形随荷载变化而变化,借以确定地基承载力和变形模量 的试验。根据承压板的设置深度及特点,可分为浅层、螺旋板载荷试验和深层平板载荷试 验。
[0003] 平板荷载试验适用于地表浅层地基,特别适用于各种填土、含碎石的土类。由于试 验比较直观、简单,因此多年来应用广泛,但本方法的使用有以下局限性:平板荷载试验的 影响深度范围不超过两倍承压板宽度(或直径),故只能了解地表浅层地基土的特性;承压 板的尺寸比实际基础小,在刚性板边缘产生塑性区的开展,更易造成地基的破坏,使预估的 承载力偏低。
[0004] 螺旋板载荷试验也有其自身的缺陷,由于螺旋板的荷载是靠传力杆传递的,这就 要求杆的刚度足够大,事实上如果把杆的连接等因素考虑在内,当杆达到一定长度后,势必 产生一定的挠曲;另外螺旋板在地面采用千斤顶对传力杆进行施加荷载,传力杆的垂直度 是影响测试结果可靠性和准确性的关键因素。在此,螺旋板载荷试验的适用范围较小,主要 是应用于软土,对硬土仍难于旋入;即使是软土其侧点深度也是有限,其原因之一是随深度 的增加,不排土旋入的阻力增加,限制了测点的深度。
[0005] 深层平板载荷试验是指在半无限体内部对某层土体所做的强度和变形特征的载 荷试验,与其它原位测试方法比较,载荷试验能为高层建筑深基础设计提供更加可靠的持 力层及其下卧层土体承载力和变形模量等设计计算的资料。但深层平板载荷试验装置有其 不足之处:(1)位移测量精度低,原因是地面加荷引起传力柱的弹性变形和弯曲,以及反力 系统的位移和变形等都直接影响到承压板实际位移的测量精度,地面读数并不能代表承压 板的真实荷载的位移量;(2)传力柱与孔壁间的摩擦使地面施加荷载不能如实地传到承压 板;(3)上述位移和荷载的测试精度随深度而降低。
[0006] 为了解决深层平板载荷试验装置及测试方法中存在的问题,更为准确地利用深层 平板载荷试验测定荷载和沉降数据,提出一种深层载荷试验适时测试装置及测试方法及其 工艺尤为重要。
发明内容
[0007] 本发明的目的是克服现有技术中的不足,提供一种深层载荷试验适时测试装置及 测试方法。
[0008] 这种深层载荷试验适时测试装置,包括加载系统、传力系统和测试系统;
[0009] 所述加载系统包括堆载配重、基准梁和支墩,堆载配重下方装有基准梁,基准梁支 承在支墩上,支墩支承在地基表面;
[0010] 所述传力系统包括千斤顶、传力柱、垫板、承压板、端板、连接杆、压力传感器、拉线 式位移计和位移传感器,千斤顶位于基准梁正下方连接的垫板上,垫板上方两侧布设有位 移传感器,垫板中心设有小孔用于穿出位移杆和压力传感器的导线;垫板焊接在传力柱上, 传力柱下方设有端板,端板下方设有压力传感器,压力传感器位于承压板上,承压板与端板 通过压力传感器焊接固定在一起,承压板与端板之间还设有连接杆,连接杆与端板之间相 对滑动;
[0011] 所述测试系统包括压力传感器、位移传感器和拉线式位移计;压力传感器的导线 经端板、垫板穿出连接数据采集仪,数据采集仪的终端连接测试系统;拉线式位移计固定在 位移杆上,位移杆上部由地表的拉直装置固定,位移杆下部与连接杆连接。
[0012] 作为优选:所述堆载配重由砂袋或混凝土试块进行配重,砂袋的标准配重为50〜 IOOkg/袋。
[0013] 作为优选:所述基准梁为交叉叠放的工字钢。
[0014] 作为优选:所述千斤顶由2〜3台标定过油压千斤顶、压力表和油栗组成。
[0015] 作为优选:所述传力柱由Φ 500〜600mm预应力管粧组成。
[0016] 这种深层载荷试验适时测试装置的测试方法,包括以下步骤:
[0017] 步骤一、深层载荷试验装置安装
[0018] 挖孔到预定深度,再将承压板、传力柱的端板、压力传感器、连接杆、位移杆、拉线 式位移计依次连接固定,起吊下入孔底,再将传力柱与孔壁之间的空隙回填,保持传力柱垂 直;在传力柱顶部焊接垫板,安装千斤顶、支墩、基准梁,使用砂袋或混凝土试块进行配重; 在垫板上将压力传感器的导线穿出连接至数据采集仪,再连接测试系统,将位移杆上端连 接地表的拉直装置,形成一个完整的深层载荷试验适时测试系统;
[0019] 步骤二、深层载荷试验适时测试
[0020] 利用千斤顶通过传力柱向承压板分级施加压力;在到达该级荷载沉降稳定时,测 定承压板的压力和位移值;其一,从千斤顶上自带的压力表显示传力柱上的荷载值,通过传 力柱的垫板上对称安装的位移传感器进行采集得到的读数,为间接测试结果;其二,利用数 据采集仪直接测定承压板上的压力传感器读数以及拉线式位移计的读数,为直接测试结 果。
[0021] 作为优选:所述步骤二中,承压板的位移测量,除了在地表直接测定传力柱的沉降 夕卜,还通过位移杆与连接杆连接,连接杆下端拧固在承压板上,上端穿过端板上的轴孔,连 接杆随承压板的下沉而向下滑动,在位移杆中部安装拉线式位移计,位移杆上端与固定的 拉直装置相连,使位移杆处于垂直状态,并随承压板同步位移,由拉线式位移计所传出的位 移量便是承压板的实际位移。
[0022] 作为优选:所述步骤二中,除了从千斤顶上的压力表读取压力外,还把压力传感器 装在承压板上,各压力传感器输出的压力之和,便是承压板实际接受的荷载。
[0023] 作为优选:所述步骤二中,采用多通道的数据采集仪,自动储存P-S-t数据,并通过 深层载荷试验适时测试系统进行加载、卸载、终止加载判定。
[0024] 本发明的有益效果是:
[0025] (1)承压板的位移量采用两种方式,其一是在地表直接测定传力柱的沉降,其二是 利用位移杆和拉线式位移计直接测定承压板的同步位移,测量精度受孔深影响小,可避免 地面加荷引起传力柱的弹性变形和弯曲对位移测量的影响。
[0026] (2)压力传感器直接安装在承压板上,压力传感器传出的压力值便是承压板实际 接收的压力值,可避免传力柱与孔壁间的摩擦对承压板的真实荷载的影响。
[0027] (3)本方法能适时、精确、可靠的自动测定荷载和沉降数据,实时自动判定分级加 荷量、加荷稳定及下级荷载施工时间、终止加载时间以及地基的承载力特征值等,以提高深 层平板载荷试验精度,减少人为判定误差。
附图说明
[0028] 图1为本发明结构不意图;
[0029]图2为图1的A-A剖面不意图。
[0030] 附图标记说明:1-堆载配重;2-基准梁;3-千斤顶;4-支墩;5-传力柱;6-垫板;7-承 压板;8-端板;9-连接杆;10-压力传感器;11-拉线式位移计;12-位移杆;13-导线;14-数据 采集仪;15-回填土; 16-地基;17-测试系统;18-拉直装置;19-位移传感器;20-小孔。
具体实施方式
[0031] 下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本 发明。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还 可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围 内。
[0032] 实施例一
[0033] 所述的深层载荷试验适时测试装置,包括加载系统、传力系统和测试系统。
[0034] 加载系统由堆载配重1来实现,堆载配重1下方装有基准梁2,基准梁2支承在支墩4 上,支墩4支承在地基16表面。
[0035] 传力系统包括千斤顶3、传力柱5、垫板6、承压板7、端板8、连接杆9、压力传感器10、 拉线式位移计11和位移传感器19,千斤顶3位于基准梁2正下方连接的垫板6上,垫板6上方 两侧布设有位移传感器19,垫板6中心设有小孔20用于穿出位移杆12和压力传感器10的导 线13;垫板6焊接在传力柱5上,传力柱5下方设有端板8,端板8下方设有压力传感器10,压力 传感器10位于承压板7上,承压板7与端板8通过压力传感器10焊接固定在一起,承压板7与 端板8之间还设有连接杆9,连接杆9与端板8之间可相对滑动。
[0036] 测试系统包括压力传感器10、位移传感器19和拉线式位移计11;压力传感器10的 导线13经端板8、垫板6穿出连接数据采集仪14,数据采集仪14的终端连接测试系统17,实时 判定分级加荷稳定及下一级荷载施加时间、终止加载时间、位移等;位移由拉线式位移计11 和位移传感器19测定,拉线式位移计11固定在位移杆12上,位移杆12上部由地表的拉直装 置18固定,保持其稳定性,位移杆12下部与连接杆9连接。
[0037] 在此具体实施例中,堆载配重1可由砂袋或混凝土试块进行配重,砂袋标准配重50 〜IOOkg/袋;基准梁2为交叉叠放的工字钢,其截面尺寸需根据堆载进行验算确定;千斤顶3 由2〜3台标定过油压千斤顶配0.4级的精密压力表及高压、油栗组成。
[0038] 在此具体实施例中,传力柱5由φ500〜600mm预应力管粧组成,承压板7为面积 0 · 5m2的圆形钢板,直径p:=:8_00mm,厚度h = 30〜50mm。
[0039] 在此具体实施例中,位移传感器19的量程0〜100mm,精度0.1%FS,工作温度-25〜 +85°C ;拉线式位移计11的测量行程长0〜1300mm,精度0.1 %FS,防护等级IP65,外壳和线轮 均经过防腐处理,牵引绳为不锈钢外敷特氟龙;压力传感器10为2〜3个,其量程为0〜 500kN,灵敏度为1.5±0.05mV/V,工作温度范围为-20°C〜+80°C ;数据采集仪14分辨率为16 〜32bit,精度为优于0.02% (满量程),最高实用采样频率为100〜200kHz,16〜32模入通 道,单端模入范围±5V〜±10V,输入阻抗为100〜200ΜΩ,存储器为32〜64kB。测试系统17 安装有深层载和测试分析软件,具备数据处理、分析、绘图和预警功能。
[0040] 实施例二
[0041] 所述的深层载荷试验适时测试装置地测试方法,包括以下步骤:
[0042] (1)深层载荷试验装置安装
[0043] 采用机械钻孔或人工挖孔到预定深度,再将承压板7、传力柱5的端板8、压力传感 器10、连接杆9、位移杆12、拉线式位移计11依次连接固定,起吊下入孔底,再将传力柱5与孔 壁之间的空隙设置回填土 15,确保传力柱5垂直。在传力柱5顶部焊接垫板6,安装千斤顶3、 支墩4、基准梁2,使用砂袋或混凝土试块进行配重。在垫板6上将压力传感器10的导线13穿 出连接至数据采集仪11,再连接测试系统17,将位移杆12上端连接地表的拉直装置18,形成 一个完整的深层载荷试验适时测试系统。
[0044] (2)深层载荷试验适时测试方法
[0045] 利用千斤顶3通过传力柱5向承压板7分级施加压力。在到达该级荷载沉降稳定时, 测定承压板7的压力和位移值。其一,从千斤顶3上自带的压力表显示传力柱5上的荷载值, 通过传力柱5的垫板6上对称安装的两只位移传感器19进行采集得到的读数,为间接测试结 果。其二,利用数据采集仪14直接测定承压板7上的压力传感器10读数以及拉线式位移计11 的读数,为直接测试结果。
[0046] 在此具体实施例中,承压板7的位移测量,除了在地表直接测定传力柱5的沉降外, 还通过位移杆12与连接杆9连接,连接杆9下端拧固在承压板7上,上端穿过端板8上的轴孔, 连接杆9随承压板7的下沉而向下滑动,在位移杆12中部安装拉线式位移计11,位移杆12上 端与固定的拉直装置18相连,使位移杆12处于垂直状态,并随承压板7同步位移,由拉线式 位移计11所传出的位移量便是承压板7的实际位移,而且这种位移测量系统的测量精度受 孔深影响很小。
[0047] 在此具体实施例中,除了从千斤顶3上的压力表读取压力外,还把压力传感器10装 在承压板7上,各压力传感器10输出的压力之和,便是承压板7实际接受的荷载。该荷载虽然 同样来自于地面的千斤顶3和传力柱5,但是传力柱5与孔壁的摩擦阻力的大小不影响承压 板7的荷载测量值,不论测试孔的深浅,承压板7荷载测量精度不受影响。
[0048] 在此具体实施例中,采用多通道的数据采集仪14,自动储存P-S-T数据,并通过深 层载荷试验适时测试系统进行加载、卸载、终止加载判定:
[0049] ①加载:分级加荷Pin,等级η= 12级,第一级为分级荷载的2倍,荷载量测精度不应 低于最大荷载的±1%,加载按累计沉降量32mm控制,加载至最大荷载时如累计沉降量未超 过32mm则继续加载;
[0050] ②将时间t设置为初始值0,试验开始,利用深层载荷试验适时测试系统中的拉线 式位移计11和位移传感器19分别测定相应位置的沉降量SlQ。当在连续两个小时内,每小时 的沉降量小于0.1mm时,则认为已趋稳定,系统报警提示稳定可加下级荷载。该时刻定义为 t,采集t时刻各位移传感器19的沉降值Sint,绘制得到沉降量Sint与时间t之间的曲线关系图 用于测试分析。
[0051] ③当出现下列情况之一时,即可终止加载:
[0052] a.本级荷载的沉降量大于前级荷载沉降量的5倍,荷载与沉降曲线出现明显陡降;
[0053] b.在某一级荷载下,24h内沉降速率不能达到相对稳定标准;
[0054] c.深层平板荷载试验的累计沉降量与承压板7直径之比大于等于0.04;
[0055] d.加载至要求的最大试验荷载且承压板7的沉降达到相对稳定标准。
[0056] 由于相同地层各试验孔深度可能不一致,以第i个试验孔为例进行数据分析说明, 假设其共有3个压力传感器10,则各压力传感器10的初始压力值分别为PilQ、Pi2Q、Pi3Q,拉线 式位移计11的位移值为SlQ;2个千斤顶3上的压力表读数分析为P’ llQ、P’ 12〇,位移传感器19的 位移量S’ i〇;
[0057] 在第η级荷载作用下,某时刻t拉线式位移计11的位移读数为Sint,位移传感器19的 位移量S’ int;在连续两个小时内,拉线式位移计11的位移读数为Sin (t+l)、Sin (t+2),位移传感器 19 的 移里S in (t+1)、S in (t+2),ξ!ξ| Sin (t+1) _Sint〈0 · Imni,Sin (t+2) _Sin (t+1)〈0 · Imni,S in (t+1) _S int〈 0.1mm,S’ in(t+2)-S’ in(t+i)〈0.1mm时,贝丨J认为已趋稳定,系统报警提示稳定可加下级荷载,记该 t + 2时刻定义为时刻T,采集T时刻拉线式位移计11、位移传感器19的累积沉降值Sin = Sin(t+2)-SiO、S’in = S’in(t+2)-S’iO,$^iiiP#{lASin=Sin(t+2)-Si(n-l)(t+2)、AS’in=S’in(t+2)-S i (n_l) (t+2) 〇
[0058] 在第η级荷载作用下各压力传感器10的稳定读数分别为Plln、Pl2n、Pl3n,拉线式位移 计11的稳定位移读数为sin;2个千斤顶上的压力表读数分析为P’ lln、P’ l2n,位移传感器19的 稳定位移读数S’ ιη;第η级荷载作用下压力分别为:
[0059] Pin =[ (Piln-Pilo) + (Pi2n-Pi20) + (Pi3n-Pi30) ] /3
[0060] p’ in= [ (p,iln-p’ η。) + (p,i2n-p’ i2。) ] /2
[0061] 在监测系统,由上式自动绘制Pin〜Sin、P’ in〜S’ in曲线。
[0062] 分级加荷取12级,在第12级荷载作用下,加载按累计沉降量32mm控制,加载至最大 荷载时如累计沉降量Sin、S’ in未超过32mm则继续加载,直至Sin、S’ in>32mm。
[0063] 实施例三
[0064]宁波轨道交通奉化线工程场地位于宁奉平原区域,大地构造位置上属于华南加里 东褶皱系浙东南褶皱带丽水一宁波隆起带。根据区域地质和本次勘探资料,拟建场区地层 属东南地层区,勘探深度范围内前第四纪地层主要为侏罗系上统(J3c)凝灰岩。第四纪地层 发育,厚度变化较大,勘察揭露为厚度约32.6〜47. Om,地层从中更新世至全新世一般均有 发育,成因类型较多。各工程地质亚层工程地质特征评述如下:①加素填土 (mlQ)、〇)lc:耕 植土 (mlQ)、①2层:粉质粘土 (al-lQ43)、①3c层:齡泥质粉质粘土 (mQ34)、②1层:粉质粘土 (al-lQ43)、②2a层:齡泥(mQ42)、②2T层:中砂(mQ42)、③ib层:中砂(al-mQ41)、⑧3b层:卵石 (alQ31)、⑩2a层:圆5乐(dl-plQ21)、⑩2b层:圆5乐(dl-plQ21)。在此具体实施例中,通过现场 深层平板载荷试验,探讨了宁波轨道交通奉化线工程⑧层碎石土地基的地基承载力,为轨 道交通设计、施工提供技术支持。
[0065] 1、试验方案
[0066] 该工程场地位于宁波市奉化区。该工程利用天然地基。试验传力柱5采用q>600mm 预应力管粧,底端焊接0.5m2承压板7。检测点参数如表1所示:
[0067] 表1测点布设
[0068]
Figure CN108661091AD00091
[0069] 试验依据采用《建筑地基基础技术规范》JGJ 340-2015。
[0070] (1)试验采用0.5m2的圆形承压板7,传力柱5如600管粧)与承压板7连接成为整体, 如图1所示;
[0071] (2)现场确定试验点位置,试验的试井直径等于承压板7直径,试坑深度与设计基 础埋置深度一致,传力柱5的顶部高出地面50cm;
[0072] (3)分级加荷等级取12级,第一级为分级荷载的2倍,荷载量测精度不应低于最大 荷载的± 1 %,加载按累计沉降量32mm控制,加载至最大荷载时如累计沉降量未超过32mm则 继续加载;
[0073] ⑷每级加载后,按间隔10、10、10、15、1511^11,以后每隔301^11测读一次沉降量,当 在连续两个小时内,每小时的沉降量小于0 . Imm时,则认为已趋稳定,可加下级荷载;卸载 时,每级荷载维持Ih,应按第IOmin、30min、60min测读承压板7沉降量;卸载至零后,应测读 承压板7残余沉降量,维持时间为3h,测读时间应为第10min、30min、60min、120min、180min。
[0074] (5)当出现下列情况之一时,即可终止加载:
[0075] 1)本级荷载的沉降量大于前级荷载沉降量的5倍,荷载与沉降曲线出现明显陡降;
[0076] 2)在某一级荷载下,24h内沉降速率不能达到相对稳定标准;
[0077] 3)深层平板荷载试验的累计沉降量与承压板径之比大于等于0.04;
[0078] 4)加载至要求的最大试验荷载且承压板7沉降达到相对稳定标准。
[0079] ⑹承载力特征值的确定
[0080] 1)当P-S曲线上有明显比例界限时,取该比例界限所对应的荷载值;
[0081] 2)地基土平板荷载试验,当极限荷载小于对应比例界限荷载值的2倍时,取极限荷 载值得一半;
[0082] 3)当满足终止加载条件时,且p-s曲线上无法确定比例界限,承载力又未达到极限 时,地基土平板荷载试验取最大试验荷载的一半所对应的荷载值。
[0083] 4)当按相对变形值确定天然地基承载力特征值时,低压缩性土对应变形值取 0.010b,中压缩性土对应变形值取0.012b,且所取的承载力特征值不大于最大试验荷载的 一半。
[0084] 2、现场试验
[0085] 先预制0.5m2的圆形承压板7两块,板直径(pSOOmnl,厚度为5cm,材料为铁。本次试 验共设计两个测点的深层载荷板试验,深度分别为9m和3m。测试前,采用钻机先成孔,孔径 (p820mm,孔底的岩土应避免扰动,并在承压板7下铺设不超过20mm的砂垫层找平。从开始上 提平整孔底的钻头时起,到承压板7下入到孔底这段时间内,孔壁岩土不应有坍塌掉块落入 孔底。否则,测试结果将严重失真,提供与实际不符的测试结果,将会给地基基础设计带来 工程造价增加或严重的工程隐患。因此,孔壁稳定技术必须切实解决好。
[0086] 将预先切好的传力柱管粧端板8与承压板7焊接,起吊、下放到预定标高,将刚性传 力杆连接至地表。再将传力柱5与孔壁间隙进行回填,地表整平,采用压重平台反力系统,由 主梁、工字钢、堆重物等组成,准备静载试验。承压板7的下装与提出应满足如下要求:
[0087] (1)下装承压板7前应向孔底投放粗砂或中砂,使孔底形成厚度20mm左右的砂垫 层。
[0088] (2)下放承压板7时必须平稳、缓慢,减轻承压板7撞刮孔壁,避免出现泥砂落入孔 底。
[0089] (3)在承压板7和端板8间等三角型等距布设3个压力传感器10,其导线13固定。
[0090] (4)位移杆12在承压板7下入孔底后,再下入并以螺纹扭接于承压板7上端的专用 的接头螺纹孔内。
[0091] (5)试验结束后,先用千斤顶3将传力管柱顶起,使承压板7脱离孔底,之后再提卸 传力管柱。
[0092] 在静载荷试验时,在粧顶预加IOOkPa荷载,以减小粧底沉降带来的沉降误差,再分 级加载,测定每级荷载的沉降量。
[0093] 3、试验结果及评价
[0094] S1#、S2#测点深层平板载荷试验汇总表2和3所示,其中直接采集3个压力传感器10 读数,并取平均值作为静载荷P,拉线式位移计11的位移值作为其沉降量S。由于Pin〈P’ in、Sin >S’ in,且压力传感器10和拉线式位移计11测定的位移值更符合工程实际,本实施例仅给出 压力传感器10和拉线式位移计11测定静载试验数据。
[0095] 表2 S1#测点深层平板静载试验汇总表
[0096]
Figure CN108661091AD00111
[0097]
Figure CN108661091AD00112
[0098] 表3 S2#测点深层平板静载试验汇总表
[0099]
Figure CN108661091AD00113
[0100] 经过现场检测和综合分析得到试验结果见表4所示。
[0101] 表4深层平板载荷试验成果汇总表
[0102]
Figure CN108661091AD00121

Claims (9)

1. 一种深层载荷试验适时测试装置,其特征在于包括加载系统、传力系统和测试系统; 所述加载系统包括堆载配重(1)、基准梁(2)和支墩(4),堆载配重(1)下方装有基准梁 (2),基准梁(2)支承在支墩(4)上,支墩(4)支承在地基(16)表面; 所述传力系统包括千斤顶(3)、传力柱(5)、垫板(6)、承压板(7)、端板(8)、连接杆(9)、 压力传感器(10)、拉线式位移计(11)和位移传感器(19),千斤顶(3)位于基准梁(2)正下方 连接的垫板⑹上,垫板⑹上方两侧布设有位移传感器(19),垫板⑹中心设有小孔(20)用 于穿出位移杆(12)和压力传感器(10)的导线(13);垫板⑹焊接在传力柱⑸上,传力柱(5) 下方设有端板(8),端板(8)下方设有压力传感器(10),压力传感器(10)位于承压板⑺上, 承压板⑺与端板⑻通过压力传感器(10)焊接固定在一起,承压板⑺与端板(8)之间还设 有连接杆(9),连接杆⑼与端板⑻之间相对滑动; 所述测试系统包括压力传感器(10)、位移传感器(19)和拉线式位移计(11);压力传感 器(10)的导线(13)经端板(8)、垫板⑹穿出连接数据采集仪(14),数据采集仪(14)的终端 连接测试系统(17);拉线式位移计(11)固定在位移杆(12)上,位移杆(12)上部由地表的拉 直装置(18)固定,位移杆(12)下部与连接杆⑼连接。
2. 根据权利要求1所述的深层载荷试验适时测试装置,其特征在于所述堆载配重(1)由 砂袋或混凝土试块进行配重,砂袋的标准配重为50〜IOOkg/袋。
3. 根据权利要求1所述的深层载荷试验适时测试装置,其特征在于所述基准梁(2)为交 叉叠放的工字钢。
4. 根据权利要求1所述的深层载荷试验适时测试装置,其特征在于所述千斤顶(3)由2 〜3台标定过油压千斤顶、压力表和油栗组成。
5. 根据权利要求1所述的深层载荷试验适时测试装置,其特征在于所述传力柱(5)由Φ 500〜600mm预应力管粧组成。
6. —种如权利要求1所述的深层载荷试验适时测试装置的测试方法,其特征在于包括 以下步骤: 步骤一、深层载荷试验装置安装 挖孔到预定深度,再将承压板(7)、传力柱⑸的端板(8)、压力传感器(10)、连接杆(9)、 位移杆(12)、拉线式位移计(11)依次连接固定,起吊下入孔底,再将传力柱(5)与孔壁之间 的空隙回填,保持传力柱(5)垂直;在传力柱(5)顶部焊接垫板¢),安装千斤顶(3)、支墩 (4)、基准梁(2),使用砂袋或混凝土试块进行配重;在垫板⑹上将压力传感器(10)的导线 (13)穿出连接至数据采集仪(11),再连接测试系统(17),将位移杆(12)上端连接地表的拉 直装置(18),形成一个完整的深层载荷试验适时测试系统; 步骤二、深层载荷试验适时测试 利用千斤顶(3)通过传力柱(5)向承压板(7)分级施加压力;在到达该级荷载沉降稳定 时,测定承压板⑺的压力和位移值;其一,从千斤顶⑶上自带的压力表显示传力柱(5)上 的荷载值,通过传力柱(5)的垫板(6)上对称安装的位移传感器(19)进行采集得到的读数, 为间接测试结果;其二,利用数据采集仪(14)直接测定承压板(7)上的压力传感器(10)读数 以及拉线式位移计(11)的读数,为直接测试结果。
7. 根据权利要求6所述的深层载荷试验适时测试装置的测试方法,其特征在于所述步 骤二中,承压板(7)的位移测量,除了在地表直接测定传力柱(5)的沉降外,还通过位移杆 (12)与连接杆⑼连接,连接杆⑼下端拧固在承压板⑺上,上端穿过端板⑻上的轴孔,连 接杆(9)随承压板(7)的下沉而向下滑动,在位移杆(12)中部安装拉线式位移计(11),位移 杆(12)上端与固定的拉直装置(18)相连,使位移杆(12)处于垂直状态,并随承压板⑺同步 位移,由拉线式位移计(11)所传出的位移量便是承压板(7)的实际位移。
8. 根据权利要求6所述的深层载荷试验适时测试装置的测试方法,其特征在于所述步 骤二中,除了从千斤顶⑶上的压力表读取压力外,还把压力传感器(10)装在承压板⑺上, 各压力传感器(10)输出的压力之和,便是承压板(7)实际接受的荷载。
9. 根据权利要求6所述的深层载荷试验适时测试装置的测试方法,其特征在于所述步 骤二中,采用多通道的数据采集仪(14),自动储存P-S-t数据,并通过深层载荷试验适时测 试系统进行加载、卸载、终止加载判定。
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