一种加压式岩土承载力测试装置的制作方法

1.本发明属于岩土工程领域，具体是一种加压式岩土承载力测试装置。


背景技术：

2.岩土工程中地基岩土层的合理使用与建造离不开地基岩土层的试验检测。地基岩土层的试验检测分为现场试验检测和室内试验检测两种。现场试验检测，在现场直接测定天然状态岩土层的力学性能，确定其力学参数，现场检测基本测试方法是载荷试验，模拟建筑物地基的受力状态，测试结果比较直观。
3.但是现有的测试在测试岩土的承载力时，需要添加或变更不同的配重块，从而得出多组数据以确定岩土的承载力，这种方法费时费力，加大了人工成本。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明的目的是通过控制化改变底座的质量从而实现载荷变化，避免了人工添加配重块费时费力的缺陷。
5.为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种加压式岩土承载力测试装置，包括加载装置，还包括接触试验桩的底座，底座内部设有一组竖向的隔板，隔板将底座从左往右分为第一液压室、中间功能室和第二液压室，中间功能室处设有加载组件；
6.加载组件包括伸缩杆、相互平行的旋转板和缓冲板，伸缩杆贯穿旋转板，并且伸缩杆连接于缓冲板，旋转板和缓冲板之间设有若干组拉簧，缓冲板与伸缩杆的连接处带有滚珠轴承，旋转板的周向带有棱柱，棱柱的运动行程中接触有承载组；
7.承载组包括相互连接的横向板和位于横向板中心处的竖向板，横向板延伸出隔板处，隔板表面带有滑槽，横向板与棱柱接触，且竖向板遮盖滑槽。
8.采用上述方案后实现了以下有益效果：1、相对于传统的承载力测试装置，本技术方案实施时实现载荷变化式测量和载荷恒定式测量两种方式，利用载荷恒定式测量时，直接通过加载装置对底座施加载荷，利用底座接触试验桩得出岩土承载力的大小。
9.而对于变化式测量时，仅需利用旋转板的棱柱与横向板接触，从而使下行过程中的旋转板通过接触横向板从而带动承载组整体下行，此时承载组中的横向板下行过程中将第一液压和第二液压室室的容积增大，从而便于液压涌入，加大底座整体的质量，实现载荷变化，避免了人工添加配重块费时费力的缺陷。
10.2、相对于采用液压加载的现有技术，本技术方案中通过承载组中的竖向板遮盖滑槽，从而将位于第一液压室或第二液压室内的横向板将其密封，形成密闭腔室以防止传动液流窜。
11.3、相对于防止传动液流窜的现有技术，本技术方案中利用拉簧作为扭转件，当旋转板旋转至棱柱和横向板接触时拉簧扭曲，此时由于拉簧竖直方向变短，从而减少拉簧竖直方向的回复力，降低载荷冲击后测量数据的误差影响。
12.进一步，横向板与棱柱的接触部位带有用于限制棱柱转动的凹槽，横向板与旋转
板之间带有间隙，棱柱的宽度等于凹槽到旋转板的距离。
13.有益效果：相对于采用降低误差的现有技术，本技术方案中便于棱柱不接触凹槽时，旋转板竖向移动不受束缚。
14.进一步，第一液压室和第二液压室连通有液压管道。
15.有益效果：便于第一液压室和第二液压室容积增大时引入传动液，从而改变底座的密度和底座的质量。
16.进一步，底座的上方设有一组连接加载装置的加压杆，加压杆之间设有直线旋转式电机，直线旋转式电机用于控制旋转板运动。
17.有益效果：利用加压杆传递载荷，并且独立的直线旋转式电机可以连接伸缩杆，通过伸缩杆进行旋转或直线运动。
18.进一步，滚珠轴承包括内圈和外圈，滚珠轴承的内圈固定连接于伸缩杆，滚珠轴承的外圈连接于缓冲板。
19.有益效果：通过滚珠轴承实现相对独立的运动，避免缓冲板随着伸缩杆旋转，便于拉簧扭曲。
20.进一步，第一液压室和第二液压室都设置承载组，承载组中的横向板下方连接有竖向的回位弹簧，位于第一液压室室的回位弹簧连接于第一液压室室和横向板之间，位于第二液压室室的回位弹簧连接于第二液压室室和横向板之间。
21.有益效果：便于当棱柱和凹槽解除接触后，回位弹簧带动横向板回位，排出传动液，便于下次测试。
22.进一步，缓冲板正对于试验桩，缓冲板朝向试验桩的一面包裹有橡胶层。
23.有益效果：当缓冲板触底后对加载组件进行保护。
24.进一步，所述棱柱与凹槽接触时拉簧处于最大弯曲幅度。
25.有益效果：此时当拉簧处于最大弯曲幅度时，拉簧竖直方向的回复力与拉簧的运动方向不在同一条水平线上，而对于拉簧水平方向的回复力而言，棱柱与凹槽结合后，凹槽将棱柱卡塞，从而避免拉簧进行水平方向回复，因此实现了旋转板在相对位置上固定，避免拉簧进行简谐运动时使棱柱脱离与凹槽的结合。
附图说明
26.图1是总锤击数与打入桩长即打入深度的关系图；
27.图2是每米桩长锤击数与打入桩长即打入深度、标准贯入试验指标的关系图；
28.图3是绘制的各试桩点的桩打入深度和总锤击数的统计图；
29.图4为底座的结构图；
30.图5为图4的剖面图。
具体实施方式
31.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
32.说明书附图中的附图标记包括：底座1、隔板2、液压管道3、伸缩杆4、旋转板5、缓冲板6、加压杆7、直线旋转式电机8、拉簧9、滚珠轴承10、橡胶层11、棱柱12、竖向板13、横向板14、回位弹簧15、凹槽16、试验桩17。
33.实施例基本如附图4和图5所示：一种加压式岩土承载力测试装置包括加载装置，还包括接触试验桩17的底座1，底座1内部设有一组竖向的隔板2，隔板2将底座1从左往右分为第一液压室、中间功能室和第二液压室，第一液压室和第二液压室连通有液压管道3，液压管道3可以外连液压罐，中间功能室处设有加载组件；
34.加载组件包括伸缩杆4、相互平行的旋转板5和缓冲板6，伸缩杆4贯穿旋转板5，并且伸缩杆4连接于缓冲板6，底座1的上方设有一组连接加载装置的加压杆7，加压杆7之间设有直线旋转式电机8，直线旋转式电机8连接于伸缩杆4从而控制旋转板5运动。
35.旋转板5和缓冲板6之间设有若干组拉簧9，缓冲板6与伸缩杆4的连接处带有滚珠轴承10，滚珠轴承10包括内圈和外圈，滚珠轴承10的内圈固定连接于伸缩杆4，滚珠轴承10的外圈连接于缓冲板6，缓冲板6正对于试验桩17，缓冲板6朝向试验桩17的一面包裹有橡胶层11，旋转板5的周向带有棱柱12，棱柱12的运动行程中接触有承载组。
36.承载组包括相互连接的横向板14和位于横向板14中心处的竖向板13，横向板14延伸出隔板2处，隔板2表面带有滑槽，横向板14与棱柱12接触，且竖向板13遮盖滑槽，第一液压室和第二液压室都设置承载组，承载组中的横向板14下方连接有竖向的回位弹簧15，位于第一液压室室的回位弹簧15连接于第一液压室室和横向板14之间，位于第二液压室室的回位弹簧15连接于第二液压室室和横向板14之间。
37.横向板14与棱柱12的接触部位带有用于限制棱柱12转动的凹槽16，横向板14与旋转板5之间带有间隙，棱柱12的宽度等于凹槽16到旋转板5的距离，拉簧9处于自然状态时，棱柱12和凹槽16位置错开，棱柱12与凹槽16接触时拉簧9处于最大弯曲幅度。
38.具体实施过程如下：将试验桩17的预估的打入或压入深度条件、桩端持力层土工指标控制条件、桩长优化和单桩承载力控制条件作为保证桩基础承载力的基本要素。
39.桩的可能打入或压入深度条件为：利用加长静载荷试桩的锚桩，在各选定试桩点进行桩的打入或压入深度试验，打入试验时记录总锤击数、每米桩长的锤击数，绘制总锤击数与打入桩长的关系图(如图1所示)；绘制每米桩长锤击数与打入深度的关系图(如图2所示)，绘制每米桩长锤击数与标准贯入试验指标n63.5或静力触探指标ps值的关系图(如图2所示)；绘制各试桩点的桩打入深度和总锤击数的统计图(如图3所示)。图3显示的实例为：各区phc600
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110总锤击数，d80打桩机。在打入试验时，结合高应变打桩监控实时检测桩身结构完整性、监控桩身锤击压应力、拉应力、桩锤效率，控制锤击能量、锤跳高度，结合地质勘察报告确定合适的最后的贯入度和停锤标准。
40.桩的可能打入或压入深度条件，是保证桩在大面积沉桩施工时不致于出现较高损桩率的要素。在有着深厚软土的地区，如上海、天津等地，试桩往往采用锚桩法，其锚桩一般比试桩长，且配筋比试桩多。
41.桩端持力层土工指标控制条件为：主要是指对桩端持力层的土工指标的要求，并考虑桩穿越的关键土层的土工指标，该关键土层会影响沉桩的土层。对桩端持力层土壤的性能要求，由上部建筑结构和设备的需求确定。一般以原位测试指标为主，参考室内试验指标。例如，对沉降要求非常严格的设备，当桩端持力层为无粘性土时，要求其标贯击数n63.5不小于50击，或者ps值大于10mpa诸如此类的要求。
42.在打桩过程中，利用加载装置对底座1进行加载，加载的过程包括载荷变化式测量和载荷恒定式测量两种方式，利用载荷恒定式测量时，直接通过加载装置对底座1施加载
荷，利用底座1接触试验桩17得出岩土承载力的大小。
43.而对于载荷变化式测量时，仅需通过直线旋转式电机8带动伸缩杆4旋转，此时将棱柱12对准凹槽16，再利用直线旋转式电机8通过伸缩杆4带动旋转板5和缓冲板6下行，当下行过程中旋转板5的棱柱12与横向板14接触，从而使下行过程中的旋转板5通过接触横向板14从而带动承载组整体下行，此时承载组中的横向板14下行过程中将第一液压室和第二液压室的容积增大，回位弹簧15被持续压缩，从而便于液压涌入，从而增大底座1整体的质量，实现载荷变化，避免了人工添加配重块费时费力的缺陷。
44.同时为了避免回位弹簧15自动回位，凹槽16将棱柱12进行锁止，在这种状态下拉簧9处于最大弯曲幅度时，拉簧9竖直方向的回复力与拉簧9的运动方向不在同一条水平线上，而对于拉簧9水平方向的回复力而言，棱柱12与凹槽16结合后，凹槽16将棱柱12卡塞，从而避免拉簧9进行水平方向回复，因此实现了旋转板5在相对位置上固定，避免拉簧9进行简谐运动时使棱柱12脱离与凹槽16的结合，同时在直线旋转式电机8没有施加动力时，防止回位弹簧15自动回位。
45.在解除锁定时，仅需通过伸缩杆4上行带动旋转板5上行，从而使棱柱12脱离凹槽16的瞬间扭曲的拉簧9进行回位。
46.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
47.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。