樁復(fù)合地基結(jié)合碎石墊層基礎(chǔ)的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種樁復(fù)合地基結(jié)合碎石墊層基礎(chǔ)的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，其中地震臺(tái)全模型動(dòng)力試驗(yàn)重點(diǎn)研究該基礎(chǔ)形式在水平向動(dòng)力荷載作用下的位移、應(yīng)變、加速度變化，分析并研究該基礎(chǔ)形式的動(dòng)力響應(yīng)、破壞模式及減震特性。PIV攝像半模型靜力試驗(yàn)從宏觀和細(xì)觀多尺度對(duì)該基礎(chǔ)形式進(jìn)行研究，宏觀上研究基礎(chǔ)在水平向和豎向靜力荷載作用下的位移、應(yīng)變等響應(yīng)，細(xì)觀上根據(jù)顆粒位移、旋轉(zhuǎn)、局部孔隙率等細(xì)觀參數(shù)，從顆粒尺度分析該基礎(chǔ)形式的承載機(jī)制、破壞模式。本發(fā)明綜合應(yīng)用動(dòng)力模型試驗(yàn)以及靜力模型試驗(yàn)，可以直觀地考察該種基礎(chǔ)形式的承載機(jī)制和破壞模式，有效分析其減震效果，推動(dòng)學(xué)術(shù)界對(duì)其更為廣泛的研究，使之早日應(yīng)用到實(shí)際工程中。
【專利說明】粧復(fù)合地基結(jié)合碎石墊層基礎(chǔ)的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)減震抗震領(lǐng)域的研究分析，特別涉及一種樁復(fù)合地基結(jié)合碎石墊層基礎(chǔ)的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]橋梁和結(jié)構(gòu)工程造價(jià)高昂，社會(huì)功能巨大，其安全性、耐久性至關(guān)重要，而地震則是此類結(jié)構(gòu)破壞的主要原因之一。目前國內(nèi)外研究中大型橋梁和結(jié)構(gòu)抗震減震技術(shù)既是一個(gè)熱點(diǎn)也面臨諸多難點(diǎn)需要解決，隨著橋梁跨度和建筑結(jié)構(gòu)體量越來越大，對(duì)地震引起的振動(dòng)效應(yīng)也更加敏感。通常的抗震減震技術(shù)路線是提高橋梁和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)埋深、增大結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸剛度，但這樣的方法既提高了造價(jià)也帶來了大量的資源浪費(fèi)，正因如此，目前學(xué)術(shù)界提出一種新型的基礎(chǔ)形式，這種基礎(chǔ)形式綜合采用了樁復(fù)合地基和碎石墊層，將樁復(fù)合地基、碎石墊層與沉箱基礎(chǔ)相結(jié)合，利用樁復(fù)合地基提高基礎(chǔ)承載力，利用碎石墊層減小水平地震剪切力，能夠在保證基礎(chǔ)承載能力的條件下提高基礎(chǔ)的抗震性能。
[0003]建筑設(shè)計(jì)中樁復(fù)合地基與碎石墊層也有應(yīng)用，但核心目的是提高地基承載力，代替樁基礎(chǔ)降低造價(jià)，而非為了建筑物抗震減震。碎石墊層由于填充物粒徑較大，表面光滑，可以產(chǎn)生較大的水平向變形，樁復(fù)合地基能夠顯著提高地基承載力和壓縮模量，本發(fā)明結(jié)合前述新型基礎(chǔ)形式，重點(diǎn)分析樁復(fù)合地基與碎石墊層作為基礎(chǔ)減震措施的有效性以及承載機(jī)制，期望能夠加快該種基礎(chǔ)形式的研究進(jìn)展，早日應(yīng)用于我國大中型橋梁和結(jié)構(gòu)中。
[0004]如圖1所示，本發(fā)明所研究的基礎(chǔ)形式為樁復(fù)合地基結(jié)合碎石墊層基礎(chǔ)，首先需要對(duì)基礎(chǔ)位置地基進(jìn)行一定深度的開挖，開挖形成一個(gè)底面整平的場地I后在該地基處進(jìn)行樁復(fù)合地基處理2，樁頂高出地基表面一定距離(以I倍樁徑為宜)，地基處理完成后在其上敷設(shè)由碎石和卵石配合成的墊層3，墊層厚度根據(jù)具體基礎(chǔ)形式及環(huán)境確定(以1-3倍樁徑為宜)，墊層面積應(yīng)稍大于樁復(fù)合地基面積，基礎(chǔ)應(yīng)設(shè)計(jì)為沉箱或封底沉井，基礎(chǔ)4放置在碎石墊層上，完成以后可以在基礎(chǔ)周圍回填一定量的砂土 5，提高基礎(chǔ)穩(wěn)定性。樁復(fù)合地基可以保證基礎(chǔ)沉降和變形滿足設(shè)計(jì)要求，碎石墊層水平向剛度極小，在地震作用下可以極大減小地震水平剪切力向基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的傳遞，減小地震效應(yīng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新的綜合應(yīng)用了地震臺(tái)全模型動(dòng)力試驗(yàn)以及PIV攝像半模型靜力試驗(yàn)等手段的樁復(fù)合地基結(jié)合碎石墊層基礎(chǔ)的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。
[0006]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的樁復(fù)合地基結(jié)合碎石墊層基礎(chǔ)的試驗(yàn)裝置包括模型箱、反力架、加載裝置、剛性承臺(tái)模型、位移傳感器、加速度傳感器、碎石墊層模型、樁復(fù)合地基模型、應(yīng)變計(jì)、土壓力傳感器、砂土和地震臺(tái)，所述模型箱設(shè)置于地震臺(tái)上，所述樁復(fù)合地基模型包括模型箱內(nèi)的砂土和嵌入其中的模型樁，所述樁復(fù)合地基模型頂部敷設(shè)有碎石墊層模型，所述碎石墊層模型上面設(shè)置剛性承臺(tái)模型，所述剛性承臺(tái)模型上方依次設(shè)置有滑動(dòng)裝置和加載裝置，所述樁復(fù)合地基模型和碎石墊層模型內(nèi)設(shè)置有土壓力傳感器，所述剛性承臺(tái)模型頂面設(shè)置有位移傳感器，所述模型樁身內(nèi)設(shè)置有應(yīng)變計(jì)，所述剛性承臺(tái)模型上設(shè)置有加速度傳感器。
[0007]進(jìn)一步地，取沿全模型對(duì)稱軸分開的半模型，所述對(duì)稱軸處安裝有透明面，在垂直于透明面中軸線的試驗(yàn)槽外架設(shè)有用于PIV拍攝的數(shù)碼相機(jī)。
[0008]進(jìn)一步地，所述模型樁的樁距為4飛倍樁徑，所述砂土分層鋪設(shè)于模型箱內(nèi)，每層砂土的厚度小于2倍樁徑。
[0009]本發(fā)明同時(shí)提出應(yīng)用上述樁復(fù)合地基結(jié)合碎石墊層基礎(chǔ)的試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，其中的地震臺(tái)全模型動(dòng)力試驗(yàn)具體包括以下步驟:
(1)將砂土分層裝入模型箱中，為保證土體均質(zhì)，每層厚度控制在2倍樁徑以內(nèi)，壓實(shí)后繼續(xù)敷設(shè)砂土，敷設(shè)砂層到預(yù)定的深度時(shí)，需要在特定位置安放土壓力計(jì)，砂土敷設(shè)結(jié)束后將內(nèi)側(cè)貼有應(yīng)變計(jì)的模型樁插入砂土中模擬樁復(fù)合地基，樁距應(yīng)在4飛倍樁徑左右，樁的布置形式應(yīng)考慮剛性承臺(tái)模型形狀，布樁范圍大于剛性承臺(tái)模型底面大小，模型樁樁頂稍高出砂土表面；
(2)樁復(fù)合地基上部敷設(shè)碎石墊層，試驗(yàn)中以豆石制樣模擬，整平碎石墊層表面；
(3)依次設(shè)置剛性承臺(tái)及加載裝置，承臺(tái)和加載裝置之間有滑動(dòng)盤，減小水平地震作用下承臺(tái)與豎向加載裝置之間約束作用；
(4)在砂土表面安置位移傳感器測定地表變形，在承臺(tái)和模型箱上安裝加速度傳感器，分別測定模型箱和承臺(tái)的位移加速度；
(5)對(duì)基礎(chǔ)豎向和水平施加一定荷載，同時(shí)運(yùn)行地震臺(tái)，逐級(jí)增大動(dòng)力荷載直至基礎(chǔ)破壞，試驗(yàn)中測定并記錄加速度計(jì)、樁身應(yīng)變以及土體中壓力盒數(shù)據(jù)變化；
(6)與普通沉井、沉箱或樁基礎(chǔ)形式進(jìn)行比較分析，研究該基礎(chǔ)形式在地震荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)、破壞模式及減震特性。
[0010]其中的PIV攝像半模型靜力試驗(yàn)具體包括以下步驟:
(1)將砂土分層裝入模型箱中，為保證土體均質(zhì)，每層厚度控制在2倍樁徑以內(nèi)，壓實(shí)后繼續(xù)敷設(shè)砂土，敷設(shè)砂層到預(yù)定的深度時(shí)，需要在特定位置安放土壓力計(jì)，砂土敷設(shè)結(jié)束后將內(nèi)側(cè)貼有應(yīng)變計(jì)的模型樁插入砂土中模擬樁復(fù)合地基，樁距應(yīng)在4飛倍樁徑左右，樁的布置形式應(yīng)考慮剛性承臺(tái)模型形狀，布樁范圍大于剛性承臺(tái)模型底面大小，模型樁樁頂稍高出砂土表面，與全模型試驗(yàn)相比，半模型試驗(yàn)中樁僅為全模型一半；
(2)樁復(fù)合地基上部敷設(shè)碎石墊層，試驗(yàn)中以豆石制樣模擬，整平碎石墊層表面；
(3)依次設(shè)置剛性承臺(tái)及加載裝置，承臺(tái)和加載裝置之間有滑動(dòng)盤，減小水平靜力作用下承臺(tái)與豎向加載裝置之間約束作用；
(4)在砂土表面安置位移傳感器測定地表變形；
(5)對(duì)基礎(chǔ)施加豎向及水平向荷載，記錄位移計(jì)、樁身應(yīng)變以及土體中壓力盒數(shù)據(jù)變化，分級(jí)加載直至基礎(chǔ)破壞，每次加載以后間隔一定時(shí)間采用PIV照相機(jī)拍攝樁、樁周土體、剛性承臺(tái)模型的位移變化，繪制模型的位移矢量圖；
(6)完成上述試驗(yàn)后，調(diào)整樁徑、樁距、墊層厚度等參數(shù)進(jìn)行控制變量的分組模型試驗(yàn)，試驗(yàn)過程與前述相同；
(7)對(duì)比分析不同樁徑、樁距、墊層厚度模型試驗(yàn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，考察基礎(chǔ)在靜力作用下的承載機(jī)制、破壞模式以及各參數(shù)對(duì)承載力的影響。
[0011]有益效果:本發(fā)明研究方法的優(yōu)勢在于采用了地震臺(tái)技術(shù)，可以真實(shí)準(zhǔn)確地反應(yīng)出所研究的基礎(chǔ)形式在地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)和減震效果；本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)勢是采用了PIV攝像半模型試驗(yàn)技術(shù)，從宏觀和細(xì)觀多尺度對(duì)該基礎(chǔ)形式進(jìn)行研究，宏觀上研究基礎(chǔ)在水平向和豎向靜力荷載作用下的位移、應(yīng)變等響應(yīng)，細(xì)觀上從顆粒尺度，根據(jù)顆粒位移、旋轉(zhuǎn)、局部孔隙率等細(xì)觀參數(shù)，分析該基礎(chǔ)形式的承載機(jī)制、破壞模式，可以直觀明確地反映出該基礎(chǔ)形式的宏觀力特性和細(xì)觀物理機(jī)理。本發(fā)明為結(jié)構(gòu)抗震減震技術(shù)方面的研究開辟了一個(gè)新領(lǐng)域，為樁復(fù)合地基在基礎(chǔ)中的應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)，指導(dǎo)該種基礎(chǔ)形式在未來工程領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明所研究樁復(fù)合地基結(jié)合碎石墊層基礎(chǔ)形式的示意圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的地震臺(tái)全模型動(dòng)力試驗(yàn)裝置示意圖；
圖3為采用了樁復(fù)合地基結(jié)合碎石墊層的新型基礎(chǔ)與普通剛性承臺(tái)基礎(chǔ)在地震臺(tái)試驗(yàn)中的加速度放大系數(shù)比較；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例二的地震臺(tái)PIV攝像半模型靜力試驗(yàn)裝置示意圖；
圖5為圖4中半模型靜力試驗(yàn)樁頂刺入示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例一:
如圖2所示，本實(shí)施例采用結(jié)合樁復(fù)合地基與碎石墊層的基礎(chǔ)形式的地震臺(tái)全模型動(dòng)力試驗(yàn)裝置。該裝置包括模型箱1、反力架1、加載裝置2、剛性承臺(tái)模型3、位移傳感器4、加速度傳感器5、碎石墊層模型6、樁復(fù)合地基模型7、應(yīng)變計(jì)7、土壓力傳感器8、砂土 9、地震臺(tái)10等，模型箱I為上部開口箱體，箱體內(nèi)裝砂土 9，砂土 9中打入模型樁7形成樁復(fù)合地基，模型樁樁頂高出砂土頂面一定距離，樁復(fù)合地基形成后在其上敷設(shè)由砂模擬的墊層6，墊層6上面設(shè)置剛性承臺(tái)3，承臺(tái)上設(shè)有加載裝置2，承臺(tái)與加載裝置之間有滑動(dòng)裝置，土壓力傳感器8設(shè)置在樁復(fù)合地基和墊層中，位移傳感器4設(shè)置在承臺(tái)頂面，應(yīng)變計(jì)設(shè)置在模型樁身內(nèi)部，加速度傳感器5設(shè)置在承臺(tái)和模型箱上，傳感器參數(shù)及數(shù)量應(yīng)保證模型測量的足夠精度，整個(gè)模型箱安裝在地震臺(tái)上進(jìn)行動(dòng)力試驗(yàn)。
[0014]具體按照下述方法實(shí)施:
(1)將砂土9分層裝入模型箱I中，為保證土體均質(zhì)，每層厚度控制在2倍樁徑以內(nèi)，壓實(shí)后繼續(xù)敷設(shè)砂土，敷設(shè)砂層到預(yù)定的深度時(shí)，需要在特定位置安放土壓力計(jì)8，砂土 9敷設(shè)結(jié)束后將內(nèi)側(cè)貼有應(yīng)變計(jì)的模型樁7插入砂土中模擬樁復(fù)合地基，樁距應(yīng)在4飛倍樁徑左右，模型樁7的布置形式應(yīng)考慮剛性承臺(tái)3形狀，布樁范圍大于剛性承臺(tái)底面大小，模型樁7樁頂稍高出砂土表面；
(2)樁復(fù)合地基上部敷設(shè)碎石墊層6，試驗(yàn)中以豆石制樣模擬，整平碎石墊層表面；
(3)依次設(shè)置剛性承臺(tái)3及加載裝置2，承臺(tái)和豎向加載裝置之間有滑動(dòng)盤，減小水平地震作用下承臺(tái)與加載裝置之間約束作用；
(4)在砂土表面安置位移傳感器4測定地表變形，在承臺(tái)3和模型箱I上安裝加速度傳感器5，分別測定模型箱I和承臺(tái)3的位移加速度；
(5)運(yùn)行加載裝置2對(duì)基礎(chǔ)施加豎向及水平荷載，同時(shí)運(yùn)行地震臺(tái)10，逐級(jí)增大動(dòng)力荷載直至基礎(chǔ)破壞，試驗(yàn)中測定并記錄加速度計(jì)、樁身應(yīng)變以及土體中壓力盒數(shù)據(jù)變化；
(6)與普通沉井、沉箱或樁基礎(chǔ)形式進(jìn)行比較分析，研究該基礎(chǔ)形式在地震荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)、破壞模式及減震特性。
[0015]圖3表示的是地震臺(tái)動(dòng)力試驗(yàn)測定的普通基礎(chǔ)形式和新型基礎(chǔ)形式的地震加速度放大系數(shù)的比較，從圖中可見采用了本文的所述的研究方法和相應(yīng)的試驗(yàn)裝置，可以直觀地展現(xiàn)出兩種基礎(chǔ)形式在地震作用下的區(qū)別，新型基礎(chǔ)地震加速度放大明顯小于普通基礎(chǔ)。
[0016]實(shí)施例二:
如圖4所示，本實(shí)施例采用PIV攝像半模型靜力試驗(yàn)裝置。與實(shí)施例一的主要區(qū)別在于:基礎(chǔ)模型僅取全模型試驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵话耄夷Ｐ驮囼?yàn)容器的一個(gè)立面采用透明有機(jī)玻璃，有機(jī)玻璃外架設(shè)用于PIV拍攝的照相機(jī)11,試驗(yàn)無需地震臺(tái)以及加速度位移計(jì)。
[0017]PIV攝像半模型靜力試驗(yàn)具體包括以下步驟:
(1)將砂土9分層裝入模型箱I中，為保證土體均質(zhì)，每層厚度控制在2倍樁徑以內(nèi)，壓實(shí)后繼續(xù)敷設(shè)砂土 9，敷設(shè)砂層到預(yù)定的深度時(shí)，需要在圖中所示位置安放土壓力計(jì)8，砂土敷設(shè)結(jié)束后將內(nèi)側(cè)貼有應(yīng)變計(jì)的模型樁7插入砂土中模擬樁復(fù)合地基，樁距應(yīng)在Γ5倍樁徑左右，模型樁7的布置形式應(yīng)考慮剛性承臺(tái)形狀以及有機(jī)玻璃位置，布樁范圍大于剛性承臺(tái)底面大小，模型樁7樁頂稍高出砂土表面；
(2)樁復(fù)合地基上部敷設(shè)碎石墊層6，試驗(yàn)中以豆石制樣模擬，整平碎石墊層6表面；
(3)依次設(shè)置剛性承臺(tái)3及加載裝置2，承臺(tái)和豎向加載裝置之間有滑動(dòng)盤，減小水平作用下承臺(tái)與加載裝置之間約束作用；
(4)在砂土表面安置位移傳感器4測定地表變形；
(5)在模型土箱有機(jī)玻璃一側(cè)架設(shè)PIV拍照用的攝像機(jī)11，攝像機(jī)視軸垂直于有機(jī)玻璃10平面。
[0018](6)運(yùn)行加載裝置2對(duì)基礎(chǔ)施加豎向及水平向荷載，記錄位移計(jì)、樁身應(yīng)變以及土體中壓力盒數(shù)據(jù)變化，分級(jí)加載直至基礎(chǔ)破壞，每次加載以后間隔一定時(shí)間采用PIV照相機(jī)11拍攝樁7、樁周土體、剛性承臺(tái)基礎(chǔ)3的位移變化，繪制模型的位移矢量圖；
(7)對(duì)比分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，考察基礎(chǔ)在靜力作用下的承載機(jī)制、破壞模式。
[0019](8)圖5所示為PIV半模型試驗(yàn)時(shí)樁周砂土變形示意圖，從圖中可以直觀看出砂土的位移及變形規(guī)律，結(jié)合模型在水平向和豎向綜合荷載作用下的力-位移變化可以分析其靜力承載機(jī)制。
[0020]綜合應(yīng)用實(shí)施例一的地震臺(tái)全模型動(dòng)力試驗(yàn)和實(shí)施例二的PIV攝像半模型靜力試驗(yàn)兩種試驗(yàn)，結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)可直觀明確地反映出該基礎(chǔ)形式的宏觀力特性和細(xì)觀物理機(jī)理。其中地震臺(tái)全模型動(dòng)力試驗(yàn)重點(diǎn)研究該基礎(chǔ)形式在水平向動(dòng)力荷載作用下的位移、應(yīng)變、加速度變化，分析并研究該基礎(chǔ)形式的動(dòng)力響應(yīng)、破壞模式及減震特性。Piv攝像半模型靜力試驗(yàn)從宏觀和細(xì)觀多尺度對(duì)該基礎(chǔ)形式進(jìn)行研究，宏觀上研究基礎(chǔ)在水平向和豎向靜力荷載作用下的位移、應(yīng)變等響應(yīng)，細(xì)觀上根據(jù)顆粒位移、旋轉(zhuǎn)、局部孔隙率等細(xì)觀參數(shù)，從顆粒尺度分析該基礎(chǔ)形式的承載機(jī)制、破壞模式。
[0021]應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種樁復(fù)合地基結(jié)合碎石墊層基礎(chǔ)的試驗(yàn)裝置，其特征在于:包括模型箱、反力架、加載裝置、基礎(chǔ)剛性承臺(tái)模型、位移傳感器、加速度傳感器、碎石墊層模型、樁復(fù)合地基模型、應(yīng)變計(jì)、土壓力傳感器、砂土和地震臺(tái)，所述模型箱設(shè)置于地震臺(tái)上，所述樁復(fù)合地基模型包括模型箱內(nèi)的砂土和嵌入其中的模型樁，所述樁復(fù)合地基模型頂部敷設(shè)有碎石墊層模型，所述碎石墊層模型上面設(shè)置基礎(chǔ)剛性承臺(tái)模型，所述基礎(chǔ)剛性承臺(tái)模型上方依次設(shè)置有滑動(dòng)裝置和加載裝置，所述樁復(fù)合地基模型和碎石墊層模型內(nèi)設(shè)置有土壓力傳感器，所述基礎(chǔ)剛性承臺(tái)模型頂面設(shè)置有位移傳感器，所述模型樁身內(nèi)設(shè)置有應(yīng)變計(jì)，所述基礎(chǔ)剛性承臺(tái)模型箱上設(shè)置有加速度傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樁復(fù)合地基結(jié)合碎石墊層基礎(chǔ)的試驗(yàn)裝置，其特征在于:取沿全模型對(duì)稱軸分開的半模型，所述對(duì)稱軸處安裝有透明面，在垂直于透明面中軸線的試驗(yàn)槽外架設(shè)有用于PIV拍攝的數(shù)碼相機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樁復(fù)合地基結(jié)合碎石墊層基礎(chǔ)的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述模型樁的樁距為4飛倍樁徑，所述砂土分層鋪設(shè)于模型箱內(nèi)，每層砂土的厚度小于2倍樁徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樁復(fù)合地基結(jié)合碎石墊層基礎(chǔ)的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述碎石墊層模型的厚度為模型樁樁徑的廣3倍。
5.一種樁復(fù)合地基結(jié)合碎石墊層基礎(chǔ)的試驗(yàn)方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將砂土分層裝入模型箱中，每層壓實(shí)后上面水平放置土壓力傳感器，然后繼續(xù)敷設(shè)砂土，砂土敷設(shè)結(jié)束后將內(nèi)側(cè)貼有應(yīng)變計(jì)的模型樁插入砂土中模擬樁復(fù)合地基，模型樁樁頂高出砂土表面； (2)樁復(fù)合地基上部敷設(shè)碎石墊層，試驗(yàn)中以豆石制樣模擬，整平碎石墊層表面； (3)依次設(shè)置剛性承臺(tái)及加載裝置，承臺(tái)和加載裝置之間有滑動(dòng)盤，減小水平地震作用下承臺(tái)與豎向加載裝置之間約束作用； (4)在砂土表面安置位移傳感器測定地表變形，在承臺(tái)和模型箱上安裝加速度傳感器，分別測定模型箱和承臺(tái)的位移加速度； (5)對(duì)基礎(chǔ)模型施加豎向及水平荷載，同時(shí)運(yùn)行地震臺(tái)，逐級(jí)增大動(dòng)力荷載直至基礎(chǔ)破壞，試驗(yàn)中測定并記錄加速度計(jì)、樁身應(yīng)變以及土體中壓力盒數(shù)據(jù)變化； (6)與普通沉井、沉箱或樁基礎(chǔ)形式進(jìn)行比較分析，研究該基礎(chǔ)形式在地震荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)、破壞模式及減震特性。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的樁復(fù)合地基結(jié)合碎石墊層基礎(chǔ)的試驗(yàn)方法，其特征在于還包括PIV攝像半模型靜力試驗(yàn)，具體步驟如下: (1)將砂土分層裝入半模型試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖渲?，每層壓?shí)后上面水平放置土壓力傳感器，然后繼續(xù)敷設(shè)砂土，砂土敷設(shè)結(jié)束后將內(nèi)側(cè)貼有應(yīng)變計(jì)的模型樁插入砂土中模擬樁復(fù)合地基，模型樁樁頂稍高出砂土表面，與全模型試驗(yàn)相比，半模型試驗(yàn)中樁僅為全模型一半； (2)樁復(fù)合地基上部敷設(shè)碎石墊層，試驗(yàn)中以豆石制樣模擬，整平碎石墊層表面； (3)依次設(shè)置剛性承臺(tái)及加載裝置，承臺(tái)和加載裝置之間有滑動(dòng)盤，減小水平地震作用下承臺(tái)與加載裝置之間約束作用； (4)在砂土表面安置位移傳感器測定地表變形； (5)對(duì)基礎(chǔ)施加水平向及豎向荷載，記錄位移計(jì)、樁身應(yīng)變以及土體中壓力盒數(shù)據(jù)變化，分級(jí)加載直至基礎(chǔ)破壞，每次加載以后采用Piv照相機(jī)拍攝模型樁、樁周圍土體、沉箱基礎(chǔ)的位移變化，繪制模型的位移矢量圖； (6)對(duì)比分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，考察基礎(chǔ)在靜力作用下的承載機(jī)制、破壞模式。
【文檔編號(hào)】E02D33/00GK104153404SQ201410428431
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】趙學(xué)亮, 南文文, 龔維明 申請(qǐng)人:東南大學(xué)