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    重庆时时彩复试计算器: 一种锚或桩与土的界面摩阻性能试验系统及试验方法.pdf

    关 键 词:
    一种 界面 性能 试验 系统 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201410176877.6

    申请日:

    2014.04.29

    公开号:

    CN103940735A

    公开日:

    2014.07.23

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 19/02申请日:20140429|||公开
    IPC分类号: G01N19/02 主分类号: G01N19/02
    申请人: 湖南大学
    发明人: 陈昌富; 梁冠亭; 张根宝; 汤宇; 郑新秀; 孙彦; 王思逸; 王纯子
    地址: 410082 湖南省长沙市岳麓区麓山南路1号
    优先权:
    专利代理机构: 深圳市兴科达知识产权代理有限公司 44260 代理人: 王翀;叶舟
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410176877.6

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2016.03.30|||2014.08.20|||2014.07.23

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种锚或桩与土的界面摩阻性能室内试验系统及试验方法,包括试样、试样导向固定装置、动力装置、反力装置、以及测控装置。本试验系统和试验方法,实现了试验系统与试样制作分离,可用于对锚杆或桩基与土的界面摩阻性能进行试验,可较准确地得到不同工况下界面摩阻应力与锚-土或者桩-土的相对位移的关系曲线。由于试样尺寸小,制作成本低,可以大批量地重复进行室内试验,并且能够考虑土体含水量、加载方式等因素变化对摩阻界面性能的影响,能准确全面地掌握界面的摩阻性能,避免以往现场试验和室内模型试验中碍于经济因素的考虑而仅进行一到数根锚杆或基桩试验,得到的也只能是较厚土层范围内平均界面摩阻性能。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种锚或桩与土的界面摩阻性能试验系统,包括试样,其特征在于,还包括:
    试样导向固定装置,所述试样导向固定装置包括底座(401)、盖板(402)、连接件、以及设置于盖板(402)上的导向筒(405)和密封盖(406),所述试样通过底座(401)和盖板(402)在径向上固定,并通过设置于底座(401)和盖板(402)之间的连接件将试样在轴向上限定;
    传力装置,所述传力装置包括传力杆(501),与所述传力杆(501)上端螺纹连接的上转接头(502),与所述上转接头(502)上端螺纹连接的上螺帽(503),与所述上螺帽(503)活动连接的上大头螺栓(504),与试样芯杆(701)上端螺纹连接的下转接头(505),与所述下转接头(505)上端螺纹连接的下螺帽(506),以及下端与所述下螺帽(506)活动连接、上端与所述传力杆(501)螺纹连接的下大头螺栓(507);所述传力杆(501)套入所述导向筒(405)和密封盖(406)中心孔;
    动力装置,所述动力装置包括动力机构(203)、升降座(202)以及用于连接所述升降座(202)和底座(401)的升降螺杆(201),为锚与土的界面摩阻性能试验提供下拉力,或为桩与土的界面摩阻性能试验提供上压力;
    反力装置,所述反力装置包括反力柱(301)、设置于反力柱(301)之间的反力梁(303)、设置于所述反力梁(303)底部的反力螺栓(306),以及用于固定所述反力螺栓(306)的沉头螺栓(305)和反压板(304),所述反力装置为锚与土的界面摩阻性能试验提供拉拔所需反力,或为桩与土的界面摩阻性能试验提供顶压所需反力;以及
    测控装置,所述测控装置包括控制/读数仪(603),设置于所述盖板(402)上的位移传感器(602),以及下端与所述上大头螺栓(504)螺纹连接、上端与反力螺栓(306)螺纹连接的力传感器(601)。

    2.  根据权利要求1所述的一种锚或桩与土的界面摩阻性能试验系统,其特征在于:所述底座(401)和盖板(402)四周分别对应设置有圆环形凸缘,用于将试样在径向上进行限定。

    3.  根据权利要求1所述的一种锚或桩与土的界面摩阻性能试验系统,其特征在于:所述试样与底座(401)和盖板(402)之间,以及所述盖板(402)顶部与所述导向筒(405)底面之间分别设置有O型密封圈;
    所述导向筒(405)上部与所述传力杆(501)之间形成的环状空间中设置有密封环(407)和密封圈(408),通过旋转所述密封盖(406)逐次压紧所述密封环(407)与密封圈(408), 从而实现试样的密封。

    4.  根据权利要求1所述的一种锚或桩与土的界面摩阻性能试验系统,其特征在于:所述底座(401)设有能容纳所述试样芯杆(701)突出部分的空腔(401c);所述空腔(401c)通过一排气阀(412)与外界大气连通。

    5.  根据权利要求1所述的一种锚或桩与土的界面摩阻性能试验系统,其特征在于:所述上大头螺栓(504)和下大头螺栓(507)大头端形状为球形或者椭球形中的一种;
    所述上螺帽(503)和下螺帽(506)分别设有能容纳所述上大头螺栓(504)和下大头螺栓(507)大头端的空腔,所述上螺帽(503)和下螺帽(506)可在所述空腔内自由活动。

    6.  根据权利要求1所述的一种锚或桩与土的界面摩阻性能试验系统,其特征在于:所述连接件为螺栓副(403)。

    7.  根据权利要求1所述的一种锚或桩与土的界面摩阻性能试验系统,其特征在于:所述反力梁(303)通过设置在所述反力柱(301)上下两端的复数个六角螺母(302)分别固定于反力柱(301)上。

    8.  一种利用权利要求1至7中任意一项所述的锚或桩与土的界面摩阻性能试验系统试验锚-土界面摩阻性能的方法,包括下述步骤:
    (1)在所述的动力装置和反力装置之间,依次将所述的试样、试样导向固定装置、传力装置和试验装置安装好;
    (2)开动动力机构(203)并控制所述升降座(202),依次带动所述升降螺杆(201)、底座(401)、螺栓副(403)、盖板(402)和试样本体下移,并在试样本体内部产生一下拉力,其下拉力则依次通过所述的试样芯杆(701)、下转接头(505)、下螺帽(506)、下大头螺栓(507)、传力杆(501)、上转接头(502)、上螺帽(503)、上大头螺栓(504)和力传感器(601)传至所述反力装置;
    (3)通过与所述的力传感器(601)和位移传感器(602)连接的控制/读数仪(603)采集应力与位移数据,直至下拉位移不小于下拉力峰值对应位移的5倍,终止试验。

    9.  一种利用权利要求1至7中任意一项所述的锚或桩与土的界面摩阻性能试验系统试验桩-土界面摩阻性能的方法,包括下述步骤:
    (1)在所述的动力装置和反力装置之间,依次将所述的试样、试样导向固定装置、传力装置和试验装置安装好;
    (2)开动动力机构(203)并控制所述升降座(202),依次带动所述升降螺杆(201)、底座(401)、螺栓副(403)、盖板(402)和试样本体上移,并在所述试样本体内部产生一上推力,其上推力则依次通过所述试样芯杆(701)、下转接头(505)、下大头螺栓(507)、传力杆(501)、上转接头(502)、上大头螺栓(504)和力传感器(601)传至所述反力装置;
    (3)通过与所述力传感器(601)和位移传感器(602)连接的控制/读数仪(603)采集应力与位移数据,直至上推位移不小于上推力峰值对应位移的5倍,终止试验。

    说明书

    说明书一种锚或桩与土的界面摩阻性能试验系统及试验方法
    技术领域
    本发明涉及房建、交通、水电、市政、矿山等工程中经常使用的锚杆或桩基试验技术,尤其涉及一种锚或桩与土的界面摩阻性能室内试验系统及试验方法。
    背景技术
    锚杆和桩基技术被广泛应用于房建、交通、水电、市政、矿山等工程领域。两者应用于工程实践的时间不同,木桩在数千年前即被人类用于生产生活当中,而锚杆的应用不过百余年的历史。但两者的作用机理存在很多相似之处,首先,两者的外形一般都是圆柱状杆体;其次,两者的受力接触面一般为胶凝体(比如混凝土、砂浆等)与岩土体的接触面;最后,两者的受力大多都只承受轴向力作用。对于锚杆和桩基的荷载传递机理,尤其是胶凝体与岩土体界面的受力变形特性,工程中基本上依靠对工程锚杆和桩基进行现场试验,目前国内外尚无简便易行、且与实际工况相符的室内试验仪器和试验方法。
    现场的工程锚杆拉拔和桩基抗压试验存在如下缺点:第一,耗资巨大,一根锚杆造价可能是数千元到数万元,而一根桩的造价可能是数万元到数十万元,此外现场试验还需要投入额外的人力物力,因此,往往只能选择少量的锚杆和桩基进行试验;第二,现场锚杆和桩基的施工、养护和试验需要时间较长,这对工期往往产生很大的影响;第三,现场试验时间点一般在养护完毕后就要进行,无法模拟不同工况(如强降雨入渗岩土体、岩土体水分蒸发、地下水位变化、不同加载方式等),对应各种不同工况,锚或桩与土的界面摩阻性能必然不同。
    尽管已有部分高校和科研院所通过室内模型试验试验锚或桩与土的界面摩阻性能,但都是在地槽或模型箱中进行模型试验,目前还未见有开发一种较简便的试验仪器来进行试验。这类模型试验存在的主要问题包括:①由于模型尺寸相对较大,同样存在可重复性差、不能较全面地进行不同工况或组合工况下锚或桩与土的界面摩阻性能试验的缺陷;②缺少密封保水装置,很难保证试验过程中土体含水量的恒定,若用来试验不同含水量对锚-土界面或桩-土界面的长期摩阻性能或者蠕变特性时,试验结果难免不失真;③试验设计在原理上存在一定缺陷,由于我们在理论上分析锚杆或者桩的荷载传递规律时,用到的是微段上锚-土界面或桩-土界面的摩阻性能(比如界面的剪应力与位移或者剪应力与剪应变之间关系),因此试验这种界面摩阻性能时,试样中锚-土胶结段或桩-土胶结段长度应是越短越好,而现有的模型试验装置和方法中,锚-土或者桩-土胶结段长度都很大,这样得到的自然是这一长段上的平均界面摩阻性能,不能真实反映锚-土或者桩-土界面摩阻性能。
    此外,国内外也有通过土与结构物的直剪试验来推定锚或桩与土的界面摩阻性能的,但 因该法与锚或桩的实际工况不符,不能模拟锚-土或桩-土界面真实受力过程,所得结果不能真实反映锚或桩与土的实际界面摩阻性能。
    发明内容
    本发明的目的在于克服上述技术的不足,提出一种简便、易行、与实际工况相符、试验系统与试验样可分离的锚-土或桩-土界面摩阻性能室内试验系统和方法。
    为解决以上技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种锚或桩与土的界面摩阻性能试验系统,包括试样,还包括:
    试样导向固定装置,所述试样导向固定装置包括底座、盖板、连接件、以及设置于盖板上的导向筒和密封盖,所述试样通过底座和盖板在径向上固定,并通过设置于底座和盖板之间的连接件将试样在轴向上限定;
    传力装置,所述传力装置包括传力杆,与所述传力杆上端螺纹连接的上转接头,与所述上转接头上端螺纹连接的上螺帽,与所述上螺帽活动连接的上大头螺栓,与试样芯杆上端螺纹连接的下转接头,与所述下转接头上端螺纹连接的下螺帽,以及下端与所述下螺帽活动连接、上端与所述传力杆螺纹连接的下大头螺栓;所述传力杆套入所述导向筒和密封盖中心孔;
    动力装置,所述动力装置包括动力机构、升降座以及用于连接所述升降座和底座的升降螺杆,为锚与土的界面摩阻性能试验提供下拉力,或为桩与土的界面摩阻性能试验提供上压力;
    反力装置,所述反力装置包括反力柱、设置于反力柱之间的反力梁、设置于所述反力梁底部的反力螺栓,以及用于固定所述反力螺栓的沉头螺栓和反压板,所述反力装置为锚与土的界面摩阻性能试验提供拉拔所需反力,或为桩与土的界面摩阻性能试验提供顶压所需反力;以及
    测控装置,所述测控装置包括控制/读数仪,设置于所述盖板上的位移传感器,以及下端与所述上大头螺栓螺纹连接、上端与反力螺栓螺纹连接的力传感器。
    进一步的,所述底座和盖板四周分别对应设置有圆环形凸缘,用于将试样在径向上进行限定。
    进一步的,所述试样与底座和盖板之间,以及所述盖板顶部与所述导向筒底面之间分别设置有O型密封圈;
    所述导向筒上部与所述传力杆之间形成的环状空间中设置有密封环和密封圈,通过旋转所述密封盖逐次压紧所述密封环与密封圈,从而实现试样的密封。
    进一步的,所述底座设有能容纳所述试样芯杆突出部分的空腔;所述空腔通过一排气阀与外界大气连通。
    进一步的,所述上大头螺栓和下大头螺栓大头端形状为球形或者椭球形中的一种;所述上螺帽和下螺帽分别设有能容纳所述上大头螺栓和下大头螺栓大头端的空腔,所述上螺帽和下螺帽可在所述空腔内自由活动。
    进一步的,所述连接件为螺栓副。
    进一步的,所述反力梁通过设置在所述反力柱上下两端的复数个六角螺母分别固定于反力柱上。
    一种利用上述试验系统试验锚-土界面摩阻性能的方法,包括下述步骤:
    (1)在所述的动力装置和反力装置之间,依次将所述的试样、试样导向固定装置、传力装置和试验装置安装好;
    (2)开动动力机构并控制所述升降座,依次带动所述升降螺杆、底座、螺栓副、盖板和试样本体下移,并在试样本体内部产生一下拉力,其下拉力则依次通过所述的试样芯杆、下转接头、下螺帽、下大头螺栓、传力杆、上转接头、上螺帽、上大头螺栓和力传感器传至所述反力装置;
    (3)通过与所述的力传感器和位移传感器连接的控制/读数仪采集应力与位移数据,直至下拉位移不小于下拉力峰值对应位移的5倍,终止试验。
    一种利用上述试验系统试验桩-土界面摩阻性能的方法,包括下述步骤:
    (1)在所述的动力装置和反力装置之间,依次将所述的试样、试样导向固定装置、传力装置和试验装置安装好;
    (2)开动动力机构并控制所述升降座,依次带动所述升降螺杆、底座、螺栓副、盖板和试样本体上移,并在所述试样本体内部产生一上推力,其上推力则依次通过所述试样芯杆、下转接头、下大头螺栓、传力杆、上转接头、上大头螺栓和力传感器传至所述反力装置;
    (3)通过与所述力传感器和位移传感器连接的控制/读数仪采集应力与位移数据,直至上推位移不小于上推力峰值对应位移的5倍,终止试验。
    本发明所采用的技术方案具有的有益效果是:
    本试验系统和试验方法,实现了试验系统与试样制作分离,可用于对锚杆或桩基与土的界面摩阻性能进行试验,可较准确地得到不同工况(比如不同含水量、不同干湿循环、不同加载方式等)下界面摩阻应力与锚-土或者桩-土的相对位移的关系曲线。由于试样尺寸小,制作成本低,可以大批量地重复进行室内试验,并且能够考虑土体含水量、加载方式等因素变化对摩阻界面性能的影响,能准确全面地掌握界面的摩阻性能,避免以往现场试验和室内模型试验中碍于经济因素的考虑而仅进行一到数根锚杆或基桩试验,得到的也只能是较厚土层范围内平均界面摩阻性能。同时,还可以在实际工程动工前,进行先期的试验试验,指导和优化工程的设计方案。
    附图说明
    图1为本发明锚或桩与土的界面摩阻性能试验系统的结构示意图;
    图2为本发明试验系统动力装置下拉时刻示意图;
    图3为本发明试验系统动力装置上压时刻示意图;
    图中标号所示名称为:101-样筒;110-土坯;201-升降螺杆;202-升降座;203-动力机构;301-反力柱;302-六角螺母;303-反力梁;304-反压板;305-沉头螺栓;306-反力螺栓;401-底座;401a-凸缘;401b-座芯;401c-空腔;402-盖板;402a-凸缘;402b-竖筒;403-螺栓副;405-导向筒;405a-帽缘;406-密封盖;407-密封环;408-O型密封圈;409-O型密封圈;410-O型密封圈;411-O型密封圈;412-通气阀;501-传力杆;502-上转接头;503-上螺帽;504-上大头螺栓;505-下转接头;506-下螺帽;507-下大头螺栓;601-力传感器;602-位移传感器;603-控制/读数仪;701-芯杆;701a-突出部分;701b-突出部分;703-胶凝体。
    具体实施方式
    下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步描述。需要说明的是,实施例并不对本发明要求?;さ姆段Ч钩上拗?。
    实施例1
    如图1和图2所示,一种用于锚与土的界面摩阻性能试验系统及试验方法如下所述:
    试样,包括样筒101、土坯110、胶凝体703和芯杆701。土坯110的高度可取5cm~20cm中的任一值,本例取为8cm;胶凝体703的直径可取2cm~6cm中的任一值,本例取为3cm;土坯110的直径不少于5倍胶凝体直径,本例取为30cm;胶凝体703的下端应突出土坯110的表面1~4cm,本例突出2cm,目的是使拉拔过程中胶凝体703与土坯110保持等面积剪切。所谓胶凝体乃指由水泥浆、水泥砂浆、化学浆液等胶凝材料胶结凝固后形成的圆柱状固体,本例采用水泥浆作为胶凝材料。试样的芯杆701两端滚丝,芯杆突出部分701a方向朝上,即 胶凝体的突出部分向下,参照图2。试样通过底座401的圆环形凸缘401a内壁和盖板402的圆环形凸缘402a内壁在径向上限定,并通过螺栓副403将试样在轴向上限定。样筒101与底座401之间设置有O型密封圈411,与盖板402之间设置有O型密封圈410。
    试样通过螺纹与传力装置相连,传力装置包括传力杆501,与传力杆501上端螺纹连接的上转接头502,与上转接头502上端螺纹连接的上螺帽503,与上螺帽503活动连接的上大头螺栓504,与试样芯杆701上端螺纹连接的下转接头505,与下转接头505上端螺纹连接的下螺帽506,以及下端与下螺帽506活动连接、上端与传力杆501螺纹连接的下大头螺栓507。传力杆501套入导向筒405中心孔,导向筒405下端帽缘405a与盖板402上的竖筒402b的螺纹连接;盖板上竖筒402b和导向筒405的中轴线与试样的中轴线保持一致。在竖筒402b的顶面与导向筒405底面之间设置了O型密封圈409,在导向筒405上部与传力杆501之间的环状空间中设置了密封圈408、密封环407以及与导向筒405螺纹连接的密封盖406,通过旋转密封盖406逐次压紧密封环407、密封圈408实现密封。各密封零部件的作用是为保证试样处于密封状态,土坯110的含水量不会因为蒸发等而改变,并且为保证密封效果,可在连接的两个零部件中的任一个设置一道环状凹槽,使密封圈半嵌入地固定在此凹槽内。
    上大头螺栓504和下大头螺栓507的大头端呈椭球形,上螺帽503和下螺帽506具有能容纳上大头螺栓504和下大头螺栓507大头端的空腔,且空腔底部的形状与上大头螺栓504和下大头螺栓507大头端的形状一致,当升降机构202通过升降螺杆201带动底座向下位移时,上大头螺栓504和下大头螺栓507的大头端会分别与上螺帽503和下螺帽506的空腔以椭球面贴合。如此椭球面形式的配合,保证了试样在拉拔过程中能较好地传递轴拉力,减少试验的误差。
    力传感器601下端与上大头螺栓504螺纹连接、上端与反力螺栓306螺纹连接。反力螺栓306的端头埋入反力梁303内,并通过沉头螺栓305和反压板304固定。反力梁303两端通过六角螺母302分别固定于两根反力柱301上,并保持水平。反力梁303和反力柱301组成的反力机构为锚与土的界面摩阻性能试验提供拉拔所需反力。
    底座401的座芯401b中具有可容纳芯杆701突出部分的空腔401c,所述空腔401c下部设置有通气阀412,在试验时须打开,防止拉拔时产生负压吸力,影响试验结果。
    参照图2所示,当模拟试验锚杆拉拔时,将预先制作好的试样放在与升降机构连接的底座401上,注意此时胶凝体703突出部朝下。利用螺栓副403将试样固定在盖板402和底座401之间。将下转接头505拧入芯杆701的突出部分701a一端,并将上大头螺栓504套入上螺帽503后与力传感器601相连。在一旁先将导向筒405、密封圈408、密封环407、密封盖406套入传力杆501中,传力杆501上端拧入上转接头502,下端与套入下螺帽506的下大头螺栓507相连,将此一系列零部件移至上螺帽503下方,将上转接头502拧入到上螺帽503 中,轻抬导向筒405,将下螺帽506拧入到下转接头505。将导向筒405的帽缘405a扣入到盖板402的竖筒402b,拧紧螺纹,再通过旋转密封盖406逐次压紧密封环407和密封圈408。
    试样安装完毕后,打开通气阀412,启动动力机构203,使升降座202以0.5mm/min的恒定速度值持续等速率下降,并通过升降螺杆201带动底座401向下位移,由于螺栓副等固定装置的作用,样筒101及土坯110随之被下拽,而土坯110和胶凝体703之间产生的摩阻力依次通过芯杆701、下转接头505、下螺帽506、下大头螺栓507、传力杆501、上转接头502、上螺帽503、上大头螺栓504和力传感器601传至反力装置。此时下螺帽底部曲面与下大头螺栓大头端、上螺帽底部曲面与上大头螺栓大头端被拉紧贴合,胶凝体从土坯中被拉出。通过力传感器601和位移传感器602连接的控制/读数仪603采集应力与位移数据,直至下拉位移达到下拉力峰值对应位移的5倍,终止试验。
    实施例2
    如图1和图3所示,一种用于桩与土的界面摩阻性能试验系统及试验方法如下所述:
    试样,包括样筒101、土坯110、胶凝体703和芯杆701。土坯110的高度可取5cm~20cm中的任一值,本例取为10cm;胶凝体703的直径可取2cm~6cm中的任一值,本例取为4cm;土坯110的直径不少于5倍胶凝体直径,本例取为40cm;胶凝体703的下端应突出土坯110的表面1~4cm,本例突出3cm,目的是使拉拔过程中胶凝体703与土坯110保持等面积剪切。所谓胶凝体乃指由水泥浆、水泥砂浆、混凝土等胶凝材料胶结凝固后形成的圆柱状固体,本例采用细石混凝土作为胶凝材料。试样的芯杆701两端滚丝,当考虑桩基顶压时突出部分701b突出方向朝上,即胶凝体的突出部分向上,参照图3。试样通过底座401的圆环形凸缘401a内壁和盖板402的圆环形凸缘402a内壁在径向上限定,并通过螺栓副403将试样在轴向上限定。样筒101与底座401之间设置有O型密封圈411,与盖板402之间设置有O型密封圈410。
    试样通过螺纹与传力装置相连,传力装置包括传力杆501,与传力杆501上端螺纹连接的上转接头502,与上转接头502上端螺纹连接的上螺帽503,与上螺帽503活动连接的上大头螺栓504,与试样芯杆701上端螺纹连接的下转接头505,与下转接头505上端螺纹连接的下螺帽506,以及下端与下螺帽506活动连接、上端与传力杆501螺纹连接的下大头螺栓507。传力杆501套入导向筒405中心孔,导向筒405下端帽缘405a与盖板402上的竖筒402b的螺纹连接;盖板上竖筒402b和导向筒405的中轴线与试样的中轴线保持一致。在竖筒402b的顶面与导向筒405底面之间设置了O型密封圈409,在导向筒405上部与传力杆501之间的环状空间中设置了密封圈408、密封环407以及与导向筒405螺纹连接的密封盖406,通过旋转密封盖406逐次压紧密封环407、密封圈408实现密封。各密封零部件的作用是为保证试样处于密封状态,土坯110的含水量不会因为蒸发等而改变,并且为保证密封效果,可在连接的两个零部件中的任一个设置一道环状凹槽,使密封圈半嵌入地固定在此凹槽内。
    上大头螺栓504和下大头螺栓507的大头端呈球形,上螺帽503和下螺帽506具有能容纳上大头螺栓504和下大头螺栓507大头端的空腔,上转接头502和下转接头505的顶面与上大头螺栓504和下大头螺栓507大头端形状一致,当升降机构202通过升降螺杆201带动底座向上位移时,上大头螺栓504和下大头螺栓507的大头端会与上转接头502和下转接头505的顶面以球面顶紧。如此球面形式的配合,保证了试样在顶压过程中能较好地传递轴压力,减少试验的误差。
    力传感器601下端与上大头螺栓504螺纹连接、上端与反力螺栓306螺纹连接。反力螺栓306的端头埋入反力梁303内,并通过沉头螺栓305和反压板304固定。反力梁303两端通过六角螺母302分别固定于两根反力柱301上,并保持水平。反力梁303和反力柱301组成的反力机构为桩与土的界面摩阻性能试验提供顶压所需反力。
    底座401的座芯401b中具有可容纳芯杆701突出部分的空腔401c,所述空腔401c下部设置有通气阀412,在试验时须打开,防止顶压时产生超压气囊,影响试验结果。
    参照图3所示,当模拟试验桩基受压时,将预先制作好的试样放在与升降机构连接的底座401上,注意此时胶凝体703突出部朝上。利用螺栓副403将试样固定在盖板402和底座401之间。将下转接头505拧入芯杆701的突出部分701b一端,并将上大头螺栓504套入上螺帽503后与力传感器601相连。在一旁先将导向筒405、密封圈408、密封环407、密封盖406套入传力杆501中,传力杆501上端拧入上转接头502,下端与套入下螺帽506的下大头螺栓507相连,将此一系列零部件移至上螺帽503下方,将上转接头502拧入到上螺帽503中,轻抬导向筒405,将下螺帽506拧入到下转接头505。将导向筒405的帽缘405a扣入到盖板402的竖筒402b,拧紧螺纹,再通过旋转密封盖406逐次压紧密封环407和密封圈408。
    试样安装完毕后,打开通气阀412,启动动力机构203,使升降座202以1mm/min的恒定速度值持续等速率上升,并通过升降螺杆201带动底座401向上位移,由于螺栓副403等固定装置的作用,样筒101及土坯110随之被顶推,而土坯110和胶凝体703之间产生的摩阻力依次通过芯杆701、下转接头505、下大头螺栓507、传力杆501、上转接头502、上大头螺栓504和力传感器601传至反力装置。此时下转接头的凹形顶面与下大头螺栓大头端、上转接头的凹形顶面与上大头螺栓大头端被顶紧贴合,胶凝体从土坯中被推出。通过力传感器601和位移传感器602连接的控制/读数仪603采集应力与位移数据,直至上推位移达到上推力峰值对应位移的6倍,终止试验。
    综上所述的本发明具体实施例仅为本发明优选的实施方式,并非用于限定本发明?;し段У南拗?。因此,任何在本发明的技术特征之内所作的改变、修饰、替代、组合或简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的?;し段е?。

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