專利名稱：一種凍土地區(qū)樁側(cè)壁凍結(jié)力測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種工程樁的側(cè)壁凍結(jié)力測試裝置，特別是涉及一種凍土地區(qū)樁側(cè)壁凍結(jié)力測試裝置。
背景技術(shù)：
凍土地區(qū)，尤其是多年凍土區(qū)內(nèi)的樁側(cè)摩阻力主要來自樁側(cè)與凍土之間的凍結(jié)強度，目前工程模型試驗通常是利用土壓力盒測出模型樁所受的側(cè)向壓力，然后依照經(jīng)驗公式換算出樁側(cè)壁凍結(jié)力，這種方法的準確性依賴于地區(qū)經(jīng)驗，而且試驗的可操作性比較困難，測出的樁側(cè)壁凍結(jié)力與實際情況相差較大，其試驗結(jié)果無法直接用于樁基礎設計，如何準確測量凍土地區(qū)樁側(cè)壁凍結(jié)力已經(jīng)成為一個工程上的難題，所以迫切需要研發(fā)一種可以準確測量凍土地區(qū)樁側(cè)壁凍結(jié)力測試裝置。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供一種凍土地區(qū)樁側(cè)壁凍結(jié)力測試裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中凍土地區(qū)樁側(cè)壁凍結(jié)力測試結(jié)果不準確的問題。本實用新型所采用的技術(shù)方案有:一種凍土地區(qū)樁側(cè)壁凍結(jié)力測試裝置，包括模型樁，所述模型樁設置于制冷管盤內(nèi)部，一端伸出制冷管盤與變形計相連，另一端穿過試樣進入保溫帶，模型樁底部設有壓力計，壓力計設置于千斤頂之上；變形計通過螺栓固定在支架上，并通過數(shù)據(jù)線與數(shù)采儀相連；制冷管盤內(nèi)填充試樣，試樣內(nèi)部埋設溫度傳感器，溫度傳感器通過數(shù)據(jù)線與數(shù)采儀相連；制冷管盤上設置有冷能輸送管，冷能輸送管與制冷機連接，制冷管盤周圍設置保溫帶。所述模型樁是素混凝土樁或者鋼筋混凝土樁。所述保溫帶為用塑料袋裝著的保溫板碎末或者保溫發(fā)泡層。所述制冷管盤的直徑為15-20mm。所述溫度傳感器的垂直間距為30_40mm。所述保溫帶的厚度為50_70mm。所述模型樁直徑為50-80mm，長度為400-600mm。該裝置的工作原理是:制冷機產(chǎn)生冷能，通過冷能輸送管和制冷管盤使試樣的溫度達到土體的凍結(jié)溫度，使模型樁側(cè)壁和試樣之間產(chǎn)生凍結(jié)力，然后通過千斤頂對模型樁施加上頂力，使模型樁和試樣之間發(fā)生相對變形，當模型樁的變形達到極限值所對應的上頂力就是最終所測樁的側(cè)向凍結(jié)力。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:1、從原理上符合測量樁側(cè)凍結(jié)力的條件即使樁側(cè)和試樣(土層)之間發(fā)生相對位移；2、利用人工制冷可以使土層達到不同的溫度并且通過溫度傳感器等進行實施監(jiān)測，從而可以模擬各種地溫工況下樁側(cè)與土層的凍結(jié)力；3、通過千斤頂可以對模型樁實施上頂力，并且通過壓力計和變形計可以實時監(jiān)測樁側(cè)上頂力的大小和樁側(cè)的變形，來精確確定樁側(cè)的凍結(jié)力的大小。

圖1為本實用新型凍土地區(qū)樁側(cè)壁凍結(jié)力測試裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖中:1-模型樁，2-制冷管盤，3-變形計，4-壓力計，5-千斤頂，6_數(shù)采儀，7_支架，8-試樣，9-溫度傳感器，10-冷能輸送管，11-制冷機，12-保溫帶，13-鋼骨架，14-電腦，15-有機玻璃。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做詳細說明。如圖1所示，本實用新型凍土地區(qū)樁側(cè)負摩阻力測試裝置，包括模型樁1，所述模型樁I設置于制冷管盤2內(nèi)部，一端伸出制冷管盤2與變形計3相連，模型樁I底部設有壓力計4，壓力計4設置于千斤頂5之上；變形計3通過螺栓固定在支架7上，并通過數(shù)據(jù)線與數(shù)采儀6相連；制冷管盤2內(nèi)填充試樣8，試樣8內(nèi)部埋設溫度傳感器9，溫度傳感器9通過數(shù)據(jù)線與數(shù)采儀6相連；制冷管盤2上設置有冷能輸送管10，冷能輸送管10與制冷機11連接，制冷管盤2周圍設置保溫帶12。模型樁I可以是素混凝土樁，也可以是鋼筋混凝土樁。保溫帶12可以是用塑料袋裝著的保溫板碎末，也可以是保溫發(fā)泡層。測試裝置的組裝及使用方法方法包括:(1)試樣制備。用電子稱測量試樣8重量，并根據(jù)試樣的含水率，用噴壺在試樣上面均勻噴灑水，邊噴邊攪拌均勻，攪拌的時間不低于10分鐘，攪拌均勻后，用保鮮膜將土樣包嚴實，靜放12小時以上，以使試樣含水均勻達到飽和。(2)用塑料軟管將冷能輸送管10與制冷機11連接，接頭處首先用膠水粘一遍，再用塑料包裹嚴實，以免損失冷能，然后將冷能輸送管10插入制冷管盤2，并且通過透明膠纏繞牢固，制冷管盤2通過透明膠一圈一圈的粘在兩層有機玻璃15之間，制冷管盤2的直徑為15-20mm。(3)將事先配制好的試樣一層一層鋪設在有機玻璃15內(nèi)，在指定位置將溫度傳感器9埋在試樣8中，溫度傳感器9的垂直間距為30-40mm，并逐層用小鐵錘將試樣振搗密實，壓密系數(shù)不小于0.92，將保溫板碎末裝在塑料袋中，然后將塑料帶包裹在有機玻璃外側(cè)形成保溫帶12，保溫帶的厚度為50-70mm。(4)將模型樁插I在試樣8中間，頂部入土深度小于10mm，模型樁的直徑為50-80mm，長度為400-600mm.(5)將變形計3放在模型樁I頂部，并且通過支架7固定牢固。(6)將千斤頂5固定在鋼骨架13上，將壓力計4固定在千斤頂5的頂部和模型樁I的底部。(7)將數(shù)采儀6與溫度傳感器9及變形計3之間用數(shù)據(jù)線連接起來，用數(shù)據(jù)線將電腦14與數(shù)采儀6之間連接起來。(8)啟動制冷機11，設置溫度值，對試樣8進行制冷工作。(9)利用事先裝好的千斤頂5對模型樁I施加上頂力。(10)啟動采集系統(tǒng)，對試樣溫度、模型樁側(cè)變形及千斤頂?shù)纳隙M行采集，當變形值達到極限值終止千斤頂?shù)募虞d，即完成一次試驗。本實用新型裝置中模型樁的作用是模擬實際工程中的樁，試樣的作用是模擬實際工程中樁周圍的土層，制冷機的作用是產(chǎn)生試樣凍結(jié)的冷能，冷能輸送管的作用是輸送制冷機產(chǎn)生的冷能，制冷管盤的作用是將冷能輸送管傳來的冷能均勻的輸入到試樣中，保溫帶的作用是減少或避免冷能擴散到空氣中，溫度傳感器是實時監(jiān)測試樣的溫度，確定什時候試樣發(fā)生凍結(jié)，變形計的作用是實時監(jiān)測模型樁的豎向變形，壓力計是實時監(jiān)測模型樁樁側(cè)的上頂力的大小，數(shù)采儀的作用是實時采集試樣溫度和模型樁的變形信息，電腦的作用是最終處理數(shù)采儀的所采集的信息，支架的作用是固定變形計，確保變形計穩(wěn)定，鋼骨架的作用是固定千斤頂。盡管結(jié)合附圖對本實用新型進行了上述描述，但是本實用新型并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權(quán)利要求所保護范圍的情況下，還可以做出很多變形，這些均屬于本實用新型的保護之列。
權(quán)利要求1.一種凍土地區(qū)樁側(cè)壁凍結(jié)力測試裝置，包括模型樁，其特征在于，所述模型樁設置于制冷管盤內(nèi)部，一端伸出制冷管盤與變形計相連，另一端穿過試樣進入保溫帶，模型樁底部設有壓力計，壓力計設置于千斤頂之上；變形計通過螺栓固定在支架上，并通過數(shù)據(jù)線與數(shù)采儀相連；制冷管盤內(nèi)填充試樣，試樣內(nèi)部埋設溫度傳感器，溫度傳感器通過數(shù)據(jù)線與數(shù)采儀相連；制冷管盤上設置有冷能輸送管，冷能輸送管與制冷機連接，制冷管盤周圍設置保溫帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述凍土地區(qū)樁側(cè)壁凍結(jié)力測試裝置，其特征在于，所述模型樁是素混凝土樁或者鋼筋混凝土樁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述凍土地區(qū)樁側(cè)壁凍結(jié)力測試裝置，其特征在于，所述保溫帶為用塑料袋裝著的保溫板碎末或者保溫發(fā)泡層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述凍土地區(qū)樁側(cè)壁凍結(jié)力測試裝置，其特征在于，所述制冷管盤的直徑為15_20mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述凍土地區(qū)樁側(cè)壁凍結(jié)力測試裝置，其特征在于，所述溫度傳感器的垂直間距為30-40mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述凍土地區(qū)樁側(cè)壁凍結(jié)力測試裝置，其特征在于，所述保溫帶的厚度為50-70mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述凍土地區(qū)樁側(cè)壁凍結(jié)力測試裝置，其特征在于，所述模型樁的直徑為50-80mm,長度為400-600mm。
專利摘要本實用新型公開了一種凍土地區(qū)樁側(cè)壁凍結(jié)力測試裝置，包括模型樁，所述模型樁設置于制冷管盤內(nèi)部，一端伸出制冷管盤與變形計相連，另一端穿過試樣進入保溫帶，模型樁底部設有壓力計，壓力計設置于千斤頂之上；變形計通過螺栓固定在支架上，并通過數(shù)據(jù)線與數(shù)采儀相連；制冷管盤內(nèi)填充試樣，試樣內(nèi)部埋設溫度傳感器，溫度傳感器通過數(shù)據(jù)線與數(shù)采儀相連；制冷管盤上設置有冷能輸送管，冷能輸送管與制冷機連接，制冷管盤周圍設置保溫帶。本實用新型利用人工制冷可以使土層達到不同的溫度并且通過溫度傳感器等進行實施監(jiān)測，從而可以模擬各種地溫工況下樁側(cè)與土層的凍結(jié)力來精確確定樁側(cè)的凍結(jié)力的大小。
文檔編號E02D33/00GK203034497SQ20132000589
公開日2013年7月3日 申請日期2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月7日
發(fā)明者柴艷飛, 王存貴, 余流, 張云富, 陸海英, 黃克起, 方杰, 高璞, 朱芳 申請人:中國建筑第六工程局有限公司