CN109778923B - 一种基桩屈曲临界荷载试验装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基桩屈曲临界荷载试验装置及方法，所述试验装置能够对桩端提供铰接、自由、弹性嵌固、固接等基本约束形式，根据试验要求进行配件安装。提出试验过程中采用等应变加载控制法，通过对油压千斤顶进行加载，观察百分表确保每一阶段桩顶沉降Δs值相同，测得反力的值，绘得荷载‑沉降曲线。根据室内试验及对屈曲临界荷载定义的分析，提出了基于荷载‑沉降曲线判断临界荷载判定方法。利用本试验装置测试临界荷载可以避免常规试验装置上端自由的弊端，使试验桩两端可依据试验需求采用不同的支座形式，增强了试验的可操作性及适用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种临界荷载试验装置及方法，特别是一种可实现控制基桩不同桩端嵌固形式下的屈曲临界荷载试验装置及屈曲临界荷载判定方法。
背景技术
屈曲现象(也可称为失稳现象)广泛地存在于工程实践中，常见的屈曲形式有桁架的屈曲、受压杆件的屈曲、薄壁圆筒的屈曲等。20世纪以来，由于构件屈曲导致的工程事故频发。如1907年加拿大的魁北克桥在架设过程中由于悬臂端下弦杆的腹板翘曲而引起严重破坏事故；1978年美国东部康涅狄格州的哈特福市中心体育馆中的个别压杆在暴风雪产生的荷载失稳导致了体育馆的倒塌。诸如以上由于屈曲造成的构筑物破坏实例数不胜数。由于构件的屈曲具有突发性，若不采取相应的控制措施将承受巨大的生命财产损失，因此屈曲现象引起了人们的高度重视。
沿海及内地湖泊地区存在着众多复杂深厚的软土地基，在其上建设居住房屋、高速公路、铁路、市政、水利等建筑物或构筑物时必须进行加固处理。在过去的半个世纪中，将细长桩打入在地表深处的做法逐渐开始增多，这种类型的基础主要包括支撑近海面的桩、高速公路桥、高层建筑桩基等，这些桩长细比(长度与直径的比值)均较大可称为细长桩。细长桩广泛存在于实际工程中，常见形式有TC桩(塑料套管混凝土桩)、预应力管桩、碎石注浆桩、Augeo桩、Micropile和钻孔灌注桩等。对于完全埋入桩，一般认为：当桩周土体强度足够大时，一般几何形式下桩不会发生屈曲破坏。但是，当桩周存在软弱土体或可液化土体或砂时，不同类别细长桩均存在屈曲的可能。但是目前对于细长桩的屈曲临界荷载的判定方法还不明确、测试装置也不成熟。
目前针对细长桩的屈曲临界荷载测试方法仍无统一的认识，工程测试人员在测试过程中仅简单的测试桩的极限荷载，并不能判断该荷载是屈曲临界荷载还是竖向承载的极限荷载。根据《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2014)传统桩的测试方法采用的是分级测试方法，采用逐级等量加载；分级荷载宜为最大加载量或预估极限承载力的1/10。当桩发生屈曲破坏时，微小的变形即引发桩身屈曲，在竖向荷载作用下发生较大变形。现有测试方法在试验过程中会出现一直加压，但是桩顶始终沉降，根据规范该情况下即认为破坏，不能将桩的破坏荷载与屈曲破坏荷载进行区分。
发明内容
本发明目的在于提出一种基桩屈曲临界荷载试验装置，该装置能够灵活设置桩顶的嵌固形式，包括铰接、固接、弹性嵌固、自由等。
本发明的另一个目的是提出一种屈曲临界荷载判定方法，首先根据桩的类型、两端固定形式、桩周的软弱土工况等条件确定发生屈曲的可能性，其次根据桩顶荷载-沉降曲线进行判定。
本发明通过以下技术方案实现：
一种基桩屈曲临界荷载试验装置，包括反力架，反力架包括锚桩，锚桩顶部连接支撑板，支撑板上侧设置若干个堆载沙包，支撑板下侧固连固定板一，固定板一下侧通过固定螺栓连接活动板一，固定板一与活动板一之间设置若干个滑动钢珠；活动板一下侧固连加强钢棒，加强钢棒向下穿过固定板二，并与固定板二固连；固定板二的上侧通过磁性表座固定连接百分表，固定板二的下侧通过固定螺栓连接活动板二，试验基桩的桩顶与活动板二连接，试验基桩的底端通过底座支撑于地面；
活动板一与固定板二之间设置油压千斤顶，油压千斤顶的伸缩杆与活动板一接触，油压千斤顶的底端固设于固定板二上，油压千斤顶的底端与固定板二之间设置反力计，油压千斤顶上设置油压表。
为满足试验压桩要求制作加载反力架，反力架需要与高刚性锚桩连接，锚桩打入一定深度，使反力架上部位移为零。
固定板一与活动板一之间由两根固定螺栓连接，板间设置一排滑动钢珠，通过控制螺栓插拔来控制上端位移。
优选地，加强钢棒与固定板二之间的连接处设置滑动钢珠。
作为固定板二的一个是实施例，固定板二的四角各开设有一个孔，加强钢棒穿过孔与固定板二固连。
作为固定板二的另一个是实施例，沿固定板二的两边各开设有一排孔，加强钢棒穿过孔与固定板二固连。
固定板二上钻孔便于加强钢棒穿过及固定，钢棒与钢板之间的连接处增加滑动钢珠以减小摩擦力。加强钢棒主要用于保证竖向的刚度即确保固定板二垂直上下，以保证桩顶的连接形式。固定板二与活动板二之间分别由两根固定螺栓连接，固定板二与活动板二均可拆卸，可依据上部桩端支座形式的不同要求进行更换。
活动板二上固定环正好套住试验基桩，固定试验基桩桩顶的横向位移，使得活动板二与试验基桩桩顶同时上下位移，无侧向位移。
优选地，油压千斤顶的两边各有一个百分表，百分表和反力计均与数据采集终端连接。数据采集终端能够与百分表、土压力计连接，实时采集沉降与桩顶荷载数据，并形成荷载沉降曲线。
一种基桩屈曲临界荷载的测试方法，包括以下步骤：
步骤一，油压千斤顶和反力计的安装；以固定板二为中心，从下往上依次设置反力计、油压千斤顶、活动板一、固定板一、反力架，并注意保持反力计和油压千斤顶在一条垂直线上，在活动板一上安装加强钢棒，调整千斤顶，使加强钢棒穿过固定板二；
步骤二，桩顶嵌固形式的设置：①、当要求桩顶上部铰接时，将固定板一与活动板一之间的固定螺栓锁紧，活动板二选用带弧度的钢板，用固定螺栓将固定板二与活动板二锁紧，试验基桩的桩顶加工成与活动板二配合的弧度；②、当要求桩顶上部固接时，将固定板一与活动板一之间的固定螺栓锁紧，活动板二选用带套筒的钢板，用固定螺栓将固定板二与活动板二锁紧；③、当要求桩顶上部弹性嵌固时，将固定板一与活动板一之间的固定螺栓拔掉，活动板二选用带套筒的钢板，用固定螺栓将固定板二与活动板二锁紧；④、当要求桩顶上部自由时，将固定板一与活动板一之间的固定螺栓拔掉，活动板二选用带弧度的钢板，用固定螺栓将固定板二与活动板二锁紧，试验基桩的桩顶加工成与活动板二配合的弧度；
步骤三，沉降观测设备的安装；把百分表通过磁性表座固定在固定板二上，将其连接到数据采集终端，并调整其位置，使其能准确测量固定板二的沉降量；
步骤四，试验基桩的安装；将试验基桩的底端稳定放置于底座的凹槽内，保证试验基桩桩体垂直，如果试验基桩的桩顶带有弧度，将试验基桩的桩顶用固定环锁在活动板二上，保证桩顶没有横向位移；
步骤五，预接触；在正式加载前，使得千斤顶与反力架进行接触；
步骤六，分级加载；确定每级沉降值Δs进行等应变加载，通过对油压千斤顶进行逐级加载，观察百分表，确保每一阶段桩顶沉降Δs值相同，通过反力计读出反力的值，参考《桩基检测技术规范》当荷载稳定后，施加下一级荷载，当出现加载后桩顶荷载增加不大或者震荡变化时，停止加载；
步骤七，分级卸载；根据桩顶应力进行分级卸载，同时采用终端记录L-S全过程，确定最终残余沉降量；
步骤八，试验结果分析及屈曲临界荷载判定：首先根据基桩屈曲的破坏条件初步判断基桩发生屈曲破坏的可能性；破坏条件包括桩身细长比、桩端是否具有稳定持力层、桩侧土体是否软弱；再根据获得的荷载沉降曲线判定屈曲临界荷载：对于两端嵌固桩，在试验开始阶段，桩顶荷载随着桩顶沉降的增加逐步增加，逐渐接近屈曲临界荷载；对于两端铰接桩，当竖向荷载达到屈曲临界荷载后，在等应变加载形式下随着桩顶沉降的增加，桩顶荷载会略有增加并逐渐降低，最终在屈曲临界荷载周围震荡；但是由于桩身材料为混凝土桩，桩身中间发生横向位移即导致桩身破坏，桩顶荷载会进一步降低，根据前几次加载获得的荷载-沉降曲线进行拟合，拟合曲线应符合荷载随沉降逐渐增大并趋于稳定的形式，以最终竖向荷载稳定的大小确定其屈曲临界荷载。
破坏条件包括桩身细长比、桩端是否具有稳定持力层、桩侧土体是否软弱，长径比>50、桩端具有稳定持力层、桩侧土体软弱(不排水抗剪强度<15kPa)的基桩均容易发生屈曲破坏。
本发明具有如下技术效果：
本申请所述的基桩屈曲临界荷载试验装置能够避免测试过程中上端自由，且可以通过固定螺栓的插拔和更改桩顶钢板的形式，以改变上端的嵌固形式(铰接、固接、弹性嵌固、自由等)；本申请所述的试验装置结构设计简单，易于制作加工，且用于测量基桩屈曲临界荷载时方便可靠，大大提高了测试精度。
本发明所述方法详细描述了判定基桩的屈曲临界荷载的过程，通过采用等应变加载法进行试验，绘制出荷载-沉降曲线，再根据曲线分析得到屈曲临界荷载，判定得到的屈曲临界荷载精度高，能应用于实际工程。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为基桩屈曲临界荷载试验装置整体结构示意图。
图2为图1中1-1剖视图，其中2a为加强钢棒的一个实施例，2b为加强钢棒的另一个实施例；
图3为图2中2-2剖视图。
图4为数据采集终端连接示意图。
图5为桩顶不同嵌固形式下装置连接示意图，其中，5a为桩顶上部铰接时装置连接示意图；5b为桩顶上部固接时装置连接示意图；5c为桩顶上部弹性嵌固时装置连接示意图；5d为桩顶上部自由时装置连接示意图；
图6为分支点失稳竖向荷载与横向最大位移关系图，其中，6a为竖向荷载作用下扰动示意图；6b为竖向荷载-横向位移关系图；
图7为实施例1的荷载沉降曲线图；
图8为实施例2的荷载沉降曲线图；
图9为实施例3的荷载沉降曲线图。
图中：1—堆载沙包；2—锚桩；3—固定螺栓；4—滑动钢珠；5—固定板一；6—活动板一；7—油压千斤顶；8—油压表；9—加强钢棒；10—百分表；11—反力计；12—固定板二；13—固定环；14—活动板二；15—试验基桩；16—底座。
具体实施方式
为使本发明的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1所示，本申请所述基桩屈曲临界荷载试验装置包括反力架，反力架包括锚桩2，锚桩2顶部连接支撑板，支撑板上侧设置若干个堆载沙包1，支撑板下侧固连固定板一5，固定板一下侧通过固定螺栓3连接活动板一6，固定板一与活动板一之间设置若干个滑动钢珠4；活动板一下侧固连加强钢棒9，加强钢棒向下穿过固定板二12，并与固定板二固连；固定板二的上侧通过磁性表座固定连接百分表10，固定板二的下侧通过固定螺栓3连接活动板二14，试验基桩15的桩顶与活动板二连接，试验基桩的底端通过底座支撑于地面；
活动板一6与固定板二12之间设置油压千斤顶7，油压千斤顶的伸缩杆与活动板一接触，油压千斤顶的底端固设于固定板二12上，油压千斤顶的底端与固定板二之间设置反力计11，油压千斤顶上设置油压表。
参照图2、3所示，固定板二12上钻孔，可依据具体需要在固定板二的四角各钻一个孔，或沿固定板二的两边钻两排孔，便于加强钢棒9穿过及固定，加强钢棒9与固定板二12之间的连接处设置滑动钢珠，用于减小摩擦力。
锚桩与试验基桩15的间距大于等于4D，且大于2.0m，其中D取为锚桩设计直径与试验基桩直径的较大值。
油压千斤顶7的两边各有一个百分表10，用于沉降测量。百分表和反力计均与数据采集终端连接，数据采集终端为计算机、手机等可以显示、存储和处理数据的终端设备，为现有技术，在此不再赘述。
参照图5所示，活动板二可以采用两种形式：一种是带弧度的钢板，另一种是带套筒的钢板。
一种基桩屈曲临界荷载的测试方法，包括以下步骤：
步骤一，油压千斤顶7和反力计11的安装；以固定板二为中心，从下往上依次设置反力计11、油压千斤顶7、活动板一6、固定板一5、反力架2，并注意保持反力计11和油压千斤顶7在一条垂直线上，在活动板一上安装加强钢棒9，调整千斤顶7，使加强钢棒穿过固定板二。
步骤二，桩顶嵌固形式的设置，参考图5所示：①、当要求桩顶上部铰接时，将固定板一5与活动板一6之间的固定螺栓锁紧，活动板二选用带弧度的钢板，用固定螺栓将固定板二与活动板二锁紧，试验基桩的桩顶加工成与活动板二配合的弧度，如图5a；②、当要求桩顶上部固接时，将固定板一5与活动板一6之间的固定螺栓锁紧，活动板二选用带套筒的钢板，用固定螺栓将固定板二与活动板二锁紧，如图5b；③、当要求桩顶上部弹性嵌固时，将固定板一与活动板一之间的固定螺栓拔掉，活动板二选用带套筒的钢板，用固定螺栓将固定板二与活动板二锁紧，如图5c；④、当要求桩顶上部自由时，将固定板一与活动板一之间的固定螺栓拔掉，活动板二选用带弧度的钢板，用固定螺栓将固定板二与活动板二锁紧，试验基桩的桩顶加工成与活动板二配合的弧度，如图5d。
步骤三，沉降观测设备安装；把百分表10通过磁性表座固定在固定板二上，将其连接到数据采集终端，并调整其位置，使其能准确测量固定板二的沉降量。
步骤四，安装试验基桩；将试验基桩15的底端稳定放置于底座的凹槽内，保证试验基桩桩体垂直，如果试验基桩的桩顶带有弧度，将试验基桩的桩顶用固定环13锁在活动板二上，保证桩顶没有横向位移。底座的支撑形式还可选为其他形式，不一定为凹槽，依据试验需要设置。
步骤五，预接触；在正式加载前，使得千斤顶与反力架进行接触，以消除误差。
步骤六，分级加载；确定每级沉降值Δs进行等应变加载，通过对油压千斤顶7进行逐级加载，观察百分表10，确保每一阶段桩顶沉降Δs值相同，通过反力计11读出反力的值。参考《桩基检测技术规范》当荷载稳定后，施加下一级荷载，当出现加载后桩顶荷载增加不大或者震荡变化时，停止加载。
步骤七，分级卸载；根据桩顶应力进行卸载，分5-10级进行，同时采用终端记录L-S全过程，确定最终残余沉降量；
步骤八，试验结果分析及屈曲临界荷载判定。
一种判定屈曲临界荷载的方法：
步骤一，根据基桩屈曲的破坏条件初步判断基桩发生屈曲破坏的可能性：破坏条件包括桩身细长比(长径比>50)、桩端是否具有稳定持力层、桩侧土体是否软弱(不排水抗剪强度<15kPa)；
步骤二，根据获得的荷载沉降曲线判定屈曲临界荷载：对于两端嵌固桩(即装置连接如图5b所示)，在试验开始阶段，桩顶荷载随着桩顶沉降的增加逐步增加，逐渐接近屈曲临界荷载；对于两端铰接桩(即装置连接如图5a所示)，当竖向荷载达到屈曲临界荷载后，在等应变加载形式下随着桩顶沉降的增加，桩顶荷载会略有增加并逐渐降低，最终在屈曲临界荷载周围震荡；但是由于桩身材料为混凝土桩，桩身中间发生横向位移即导致桩身破坏，桩顶荷载会进一步降低，根据前几次加载获得的荷载-沉降曲线进行拟合，拟合曲线应符合荷载随沉降逐渐增大并趋于稳定的形式，以最终竖向荷载稳定的大小确定其屈曲临界荷载。
竖向荷载作用下桩失稳一般属于第一类失稳形式，即平衡分支失稳。根据材料力学，对于竖向荷载作用下的压杆，当荷载逐渐增加到某一数值时，结构除了按原有变形形式维持平衡之外，还可能以其他形式维持平衡，该种情况称为出现平衡的分支。出现平衡的分支是此种结构失稳的标志，结构在失稳后呈现弯曲、褶皱、翘曲等丧失初始状态的情况称为屈曲。
以两端铰接桩为例，图6a为对于承受竖向荷载施加的微小扰动示意图，微小扰动使得桩发生微小横向位移；图6b为在微小扰动作用下桩顶竖向荷载与桩最大横向位移的关系图。对于某一特定的桩顶竖向荷载值Pcr：
(1)当竖向荷载P<Pcr时，当微小扰动撤销后，杆件能恢复到原来的直线状态，即如图6b中OA段；
(2)当竖向荷载P>Pcr时：
1)在无外界影响的情况下桩身仍能保持直线状态(如图6b中AC’段)；
2)当桩桩身材料具有较好抗弯性能时(如有机玻璃、橡胶等)，依照大挠度理论：最大横向位移随着竖向荷载的增大不断增大，当横向位移达到一定程度(记为c1)达到材料(桩身材料、土体材料)破坏状态时，材料发生突然性的破坏，如图6b中ABE曲线所示；
3)当桩桩身材料抗弯性能较差(如混凝土，木材等)，发生极小横向位移即可导致桩身发生破坏，如图6b中AB’E’曲线所示。
实施例1
将直径为15mm、桩长为1m的有机玻璃压杆作为试验基桩，桩顶上部铰接，即装置连接如图5a所示，经上述步骤的测试方法，理想状态下的试验结果如图7所示桩顶荷载-桩顶沉降关系图，从图中可以看出在小变形情况下，桩顶荷载随着桩顶沉降的增加有微小锯齿形增加，整个增长过程比较稳定。但是当变形超过1.3mm后，随着桩顶沉降的增加桩顶竖向荷载一直处于震荡状态，在某一个数值(约为53N)周围震荡，该试验基桩在此试验中的屈曲临界荷载为53N。
实施例2
将直径为15mm、桩长为1m的有机玻璃压杆作为试验基桩，桩顶上部固接，即装置连接如图5b所示，经上述步骤的测试方法，理想状态下的试验结果如图8所示竖向荷载-桩顶沉降关系图，从图中可以看出桩顶竖向荷载随着桩顶沉降的增加稳定增加，当桩顶沉降达到一定程度后增长缓慢。当桩顶沉降达到6.327mm时，肉眼观测桩身横向位移较大，但是两端支座处无位移发生，考虑到持续加载会有一定的危险性，因此停止加载，此时压杆上部荷载达到约270N，该试验基桩在此试验中的屈曲临界荷载为270N。
实施例2所得屈曲临界荷载为实施例1中屈曲临界荷载的4倍，根据欧拉公式计算结果，两端嵌固桩，即装置连接如图5b所示的基桩，屈曲临界荷载为两端铰接桩屈曲临界荷载的4倍。
实施例3
将埋设于软土中的直径为110mm、桩长为6m的混凝土桩作为试验基桩，桩顶上部铰接，即装置连接如图5a所示，经上述步骤的测试方法，试验结果如图9所示，从图中可以看出，在荷载加载初期，桩顶荷载随着沉降稳步增加，但是当荷载施加至56.7kN之后，荷载施加不上，同时桩顶沉降速率变化显著，在施加过程中尝试了3次加载。第一次尝试加载前桩顶荷载为53.7kN，随着千斤顶的进一步顶升，荷载不但不增加反而略有降低，变为52.6kN，为防止无限制加载使得试验基桩过早破坏，即停止加载，本级加载后桩顶荷载最终稳定在48.6kN。第二次尝试加载时桩顶荷载先增大到56.5kN随即减小到45.7kN，最终回落到38.8kN。第三次尝试加载时仅能加载至42.3kN，并稳定与40.1kN，此时桩顶累计沉降达到23.716mm，沉降较大，开始进行卸载。卸载也分为三级进行，卸载过程中桩顶荷载直线型下降。卸载完成后，残余沉降约为20.632mm。由于前两次加载时，荷载随沉降逐渐增大并趋于稳定，故根据前两次加载获得的荷载-沉降曲线进行拟合，拟合后的曲线为图9中虚线所示，前两次加载获得的荷载-沉降曲线如图9中实线所示，该试验基桩在此试验中的屈曲临界荷载为55kN。
Claims (7)
1.一种基桩屈曲临界荷载试验装置，其特征在于，包括反力架，反力架包括锚桩(2)，锚桩(2)顶部连接支撑板，支撑板上侧设置若干个堆载沙包(1)，支撑板下侧固连固定板一(5)，固定板一(5)下侧通过固定螺栓(3)连接活动板一(6)，固定板一(5)与活动板一(6)之间设置若干个滑动钢珠(4)；活动板一(6)下侧固连加强钢棒(9)，加强钢棒(9)向下穿过固定板二(12)，并与固定板二(12)固连；固定板二(12)的上侧通过磁性表座固定连接百分表(10)，固定板二(12)的下侧通过固定螺栓(3)连接活动板二(14)，试验基桩(15)的桩顶与活动板二(14)连接，试验基桩(15)的底端通过底座支撑于地面；
活动板一(6)与固定板二(12)之间设置油压千斤顶(7)，油压千斤顶(7)的伸缩杆与活动板一(6)接触，油压千斤顶(7)的底端固设于固定板二(12)上，油压千斤顶(7)的底端与固定板二(12)之间设置反力计(11)，油压千斤顶(7)上设置油压表；
桩顶嵌固形式的设置：①、当要求桩顶上部铰接时，将固定板一(5)与活动板一(6)之间的固定螺栓(3)锁紧，活动板二(14)选用带弧度的钢板，用固定螺栓(3)将固定板二(12)与活动板二(14)锁紧，试验基桩(15)的桩顶加工成与活动板二(14)配合的弧度；②、当要求桩顶上部固接时，将固定板一(5)与活动板一(6)之间的固定螺栓(3)锁紧，活动板二(14)选用带套筒的钢板，用固定螺栓(3)将固定板二(12)与活动板二(14)锁紧；③、当要求桩顶上部弹性嵌固时，将固定板一(5)与活动板一(6)之间的固定螺栓(3)拔掉，活动板二(14)选用带套筒的钢板，用固定螺栓(3)将固定板二(12)与活动板二(14)锁紧；④、当要求桩顶上部自由时，将固定板一(5)与活动板一(6)之间的固定螺栓(3)拔掉，活动板二(14)选用带弧度的钢板，用固定螺栓(3)将固定板二(12)与活动板二(14)锁紧，试验基桩(15)的桩顶加工成与活动板二(14)配合的弧度。
2.根据权利要求1所述的一种基桩屈曲临界荷载试验装置，其特征在于，加强钢棒(9)与固定板二(12)之间的连接处设置滑动钢珠。
3.根据权利要求2所述的一种基桩屈曲临界荷载试验装置，其特征在于，固定板二(12)的四角各开设有一个孔，加强钢棒(9)穿过孔与固定板二(12)固连。
4.根据权利要求2所述的一种基桩屈曲临界荷载试验装置，其特征在于，沿固定板二(12)的两边各开设有一排孔，加强钢棒(9)穿过孔与固定板二(12)固连。
5.根据权利要求1所述的一种基桩屈曲临界荷载试验装置，其特征在于，油压千斤顶(7)的两边各有一个百分表(10)，百分表(10)和反力计(11)均与数据采集终端连接。
6.一种基桩屈曲临界荷载的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，油压千斤顶(7)和反力计(11)的安装；以固定板二(12)为中心，从下往上依次设置反力计(11)、油压千斤顶(7)、活动板一(6)、固定板一(5)、反力架，并注意保持反力计(11)和油压千斤顶(7)在一条垂直线上，在活动板一(6)上安装加强钢棒(9)，调整油压千斤顶(7)，使加强钢棒(9)穿过固定板二(12)；
步骤二，桩顶嵌固形式的设置：①、当要求桩顶上部铰接时，将固定板一(5)与活动板一(6)之间的固定螺栓(3)锁紧，活动板二(14)选用带弧度的钢板，用固定螺栓(3)将固定板二(12)与活动板二(14)锁紧，试验基桩(15)的桩顶加工成与活动板二(14)配合的弧度；②、当要求桩顶上部固接时，将固定板一(5)与活动板一(6)之间的固定螺栓(3)锁紧，活动板二(14)选用带套筒的钢板，用固定螺栓(3)将固定板二(12)与活动板二(14)锁紧；③、当要求桩顶上部弹性嵌固时，将固定板一(5)与活动板一(6)之间的固定螺栓(3)拔掉，活动板二(14)选用带套筒的钢板，用固定螺栓(3)将固定板二(12)与活动板二(14)锁紧；④、当要求桩顶上部自由时，将固定板一(5)与活动板一(6)之间的固定螺栓(3)拔掉，活动板二(14)选用带弧度的钢板，用固定螺栓(3)将固定板二(12)与活动板二(14)锁紧，试验基桩(15)的桩顶加工成与活动板二(14)配合的弧度；
步骤三，沉降观测设备的安装；把百分表(10)通过磁性表座固定在固定板二(12)上，将其连接到数据采集终端，并调整其位置，使其能准确测量固定板二(12)的沉降量；
步骤四，试验基桩(15)的安装；将试验基桩(15)的底端稳定放置于底座的凹槽内，保证试验基桩(15)桩体垂直，如果试验基桩(15)的桩顶带有弧度，将试验基桩(15)的桩顶用固定环(13)锁在活动板二(14)上，保证桩顶没有横向位移；
步骤五，预接触；在正式加载前，使得千斤顶与反力架进行接触；
步骤六，分级加载；确定每级沉降值Δs进行等应变加载，通过对油压千斤顶(7)进行逐级加载，观察百分表(10)，确保每一阶段桩顶沉降Δs值相同，通过反力计(11)读出反力的值，当荷载稳定后，施加下一级荷载，当出现加载后桩顶荷载增加较小或者震荡变化时，停止加载；
步骤七，分级卸载；根据桩顶应力进行分级卸载，同时采用终端记录荷载、沉降全过程，确定最终残余沉降量；
步骤八，试验结果分析及屈曲临界荷载判定：首先根据基桩屈曲的破坏条件初步判断基桩发生屈曲破坏的可能性；再根据获得的荷载沉降曲线判定屈曲临界荷载：对于两端嵌固桩，在试验开始阶段，桩顶荷载随着桩顶沉降的增加逐步增加，逐渐接近屈曲临界荷载；对于两端铰接桩，当竖向荷载达到屈曲临界荷载后，在等应变加载形式下随着桩顶沉降的增加，桩顶荷载会略有增加并逐渐降低，最终在屈曲临界荷载周围震荡；但是由于桩身材料为混凝土桩，桩身中间发生横向位移即导致桩身破坏，桩顶荷载会进一步降低，根据前几次加载获得的荷载-沉降曲线进行拟合，拟合曲线应符合荷载随沉降逐渐增大并趋于稳定的形式，以最终竖向荷载稳定的大小确定其屈曲临界荷载。
7.根据权利要求6所述的一种基桩屈曲临界荷载的测试方法，其特征在于，破坏条件包括桩身细长比、桩端稳定持力层和桩侧土体。
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