研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108978735A(43)申请公布日2018.12.11(21)申请号201810415840.2(22)申请日2018.05.03(71)申请人中国地质大学（武汉）地址430000湖北省武汉市洪山区鲁磨路388号(72)发明人周传波高坛周小勇蒋楠吴廷尧周家全王腾段扬扬李远远夏宇磬(74)专利代理机构武汉知产时代知识产权代理有限公司42238代理人郝明琴(51)Int.Cl.E02D33/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验系统及方法(57)摘要本发明提供一种研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验系统及方法，包括模型制作系统、模型加载系统和监测系统，所述模型制作系统包括用于填筑软岩相似材料与嵌岩桩相似材料的模型箱、嵌在所述软岩相似材料当中以形成预留嵌岩桩孔洞的且底部密封的PVC管和与所述PVC管连接以使所述PVC管竖直的固定于相应位置的焊接铁架，所述嵌岩桩相似材料在所述嵌岩桩孔洞中形成嵌岩桩，所述模型加载系统包括加载板，所述加载板设于所述嵌岩桩的上方用于对所述嵌岩桩的顶部施加垂向荷载，所述监测系统设于所述嵌岩桩顶部和所述加载板之间，包括用于监测所述加载板施加于所述嵌岩桩的荷载的荷载传感器和用于监测所述嵌岩桩位移的位移传感器。CN108978735ACN108978735A权利要求书1/2页1.一种研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验系统，其特征在于：包括模型制作系统、模型加载系统和监测系统，所述模型制作系统包括用于填筑软岩相似材料与嵌岩桩相似材料的模型箱、嵌在所述软岩相似材料当中以形成预留嵌岩桩孔洞的且底部密封的PVC管和与所述PVC管连接以使所述PVC管竖直的固定于相应位置的焊接铁架，所述嵌岩桩相似材料在所述嵌岩桩孔洞中形成嵌岩桩，所述模型加载系统包括加载板，所述加载板设于所述嵌岩桩的上方用于对所述嵌岩桩的顶部施加垂向荷载，所述监测系统设于所述嵌岩桩顶部和所述加载板之间，包括用于监测所述加载板施加于所述嵌岩桩的荷载的荷载传感器和用于监测所述嵌岩桩位移的位移传感器。2.如权利要求1所述的研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验系统，其特征在于：所述模型箱包括棱架和面板，所述棱架由角钢制成，所述面板具有5个且均由木材制成，5个所述面板嵌入所述棱架当中并在所述棱架的固定下围成一个上端开口的箱体结构。3.如权利要求1所述的研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验系统，其特征在于：所述模型加载系统包括反力架，所述反力架下方设有放置所述模型箱的放置空间，所述加载板水平的设置于所述反力架且位于所述放置空间的上方，所述模型箱放置于所述放置空间，做软岩嵌岩桩承载力试验时，一加载墩设于所述嵌岩桩，且通过所述监测系统与所述加载板连接，所述加载板、所述加载墩和对应的所述嵌岩桩的中心位于同一垂线上。4.如权利要求1所述的研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验系统，其特征在于：填筑入所述模型箱中的所述软岩相似材料具有多层，每层所述软岩相似材料厚度相同，填筑入所述嵌岩桩孔洞中的所述嵌岩桩相似材料具有多层，每层所述软岩相似材料厚度相同，且每层所述软岩相似材料的厚度大于每层所述软岩相似材料的厚度。5.如权利要求4所述的研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验系统，其特征在于：还包括具有不同尺寸的第一压实锤和第二压实锤，所述第一压实锤用于压实每层所述软岩相似材料，所述第二压实锤用于压实每层所述嵌岩桩相似材料。6.如权利要求1所述的研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验系统，其特征在于：还包括沉渣模拟材料，做有沉渣单桩的荷载—沉降试验时，所述沉渣模拟材料位于所述嵌岩桩孔洞的底部，所述嵌岩桩相似材料填筑于所述沉渣模拟材料之上，所述沉渣模拟材料为软岩相似材料碎屑。7.一种研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：制作模型制作系统，所述模型制作系统包括模型箱、软岩相似材料和嵌岩桩相似材料，将所述软岩相似材料填筑于所述模型箱，并在所述模型箱中的所述软岩相似材料中预留出一个或者多个嵌岩桩孔洞；S2：若做有沉渣单桩的荷载—沉降试验，所述模型制作系统还包括沉渣模拟材料，首先将所述沉渣模拟材料填筑于所述嵌岩桩孔洞底部，再在所述有沉渣模拟材料上填筑所述嵌岩桩相似材料，直至填筑至所述岩桩孔洞顶部；若做无沉渣单桩的荷载—沉降试验，将所述嵌岩桩相似材料填筑于所述嵌岩桩孔洞直至填筑至所述岩桩孔洞顶部；S3：使用万能材料试验机进行有沉渣单桩的荷载—沉降试验或者无沉渣单桩的荷载—沉降试验，绘制有沉渣单桩的荷载—沉降曲线或者无沉渣单桩的荷载—沉降曲线。8.如权利要求7所述的研究沉渣对软岩嵌岩桩承载