【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及岩土工程实验装置，具体涉及一种新型室内双向检测桩侧阻力装置及其实现方法。
技术介绍
1、桩侧摩擦阻力是指桩身周围土体与桩身接触面产生的摩擦力,阻碍桩身沉入土体的阻力。当桩受轴向荷载后,相对于桩周土做向下位移,土对桩产生向上作用的摩阻力,称为正摩阻力。但当桩周土层相对于桩侧向下位移时,桩侧摩阻力方向向下,称为负摩阻力。
2、现有的传统检测桩侧摩阻力方法，只能检测桩在发生轴向力时的桩侧摩阻力，但当安置在边坡上的抗滑桩遇到滑坡时，在滑坡边缘的抗滑桩会发生一侧滑坡另一侧土体不发生滑坡的现象，这时候桩在单侧滑坡的带动下桩可能会发生一定的角度转动或者产生转动趋势，此时桩转动时的摩阻力无从得知。因此，本申请提出一种新型室内双向检测桩侧阻力装置及其实现方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种新型室内双向检测桩侧阻力装置及其实现方法，通过加载机构、收集桩身应变数据的应变数据采集系统和桩身径向转动装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、本专利技术的目的通过下述技术方案实现：
3、一种新型室内双向检测桩侧阻力装置，包括模型箱，所述模型箱内装载有土体，还包括液压油泵、预制桩、收集桩身应变数据的应变数据采集系统和桩身径向转动装置；
4、所述预制桩的桩端通过夹具固定有第一锥齿轮，所述液压油泵作为加载机构对所述预制桩施加轴向压力并将其压入土体；所述应变数据采集系统包括应变片、应变数据采集器和计算机，所述应变
5、进一步地，所述液压油泵将所述预制桩预制桩压入土中，直至桩侧阻力与桩端承载力停止变化时停止压入。
6、进一步地，所述应变数据采集器和计算机负责收集桩身应变数据，得出桩周轴力换算出轴向压力下的桩侧摩阻力。
7、进一步地，所述液压马达通过螺栓固定安装在模型箱内，通过第二锥齿轮将扭矩传递到所述预制桩，使预制桩发生转动。
8、作为一种优选的方案，所述预制桩的桩长远大于预制桩的桩径。
9、作为一种优选的方案，所述模型箱安装于试验架内，所述试验架设有反力架。
10、本专利技术还提供一种新型室内双向检测桩侧阻力装置的实现方法，包括：
11、检测轴向位移和轴向转动的桩侧摩阻力的步骤如下：
12、s1、使用夹具将第一锥齿轮固定在桩端；
13、s2、按一定距离将应变片粘贴在预制桩的桩身；
14、s3、采用液压油泵施加轴向压力，将预制桩压入土体中，当桩侧阻力与桩端承载力不再变化后停止压入；
15、s4、记录上述步骤s3时液压油泵施加的应力以及电阻应变片记录的应变；
16、s5、启动液压马达，通过所述液压马达缓慢增加扭矩使预制桩发生一定角度的转动，并记录下来此时的扭矩。
17、上述步骤s1至s5中，(1)轴向位移引起的桩侧摩阻力为：
18、a)弹性模量：
19、
20、其中，e为弹性模量，σ为试样所受应力，ε为试样受压产生的应变；
21、b)不同位置的桩身轴力：
22、q桩身＝ε桩身e桩身a桩身
23、其中，q桩身为桩身轴力，ε桩身为桩身应变，e桩身为桩身弹性模量，a桩身为桩身横截面面积；
24、c)竖向轴压下的桩侧摩阻力
25、
26、其中，q1和q2分别为桩身单元体上下截面处的轴力，l为桩身单元体长度，d为桩身单元体直径)。
27、(2)桩发生转动产生的桩侧摩阻力：
28、m＝m1+m2
29、其中，m为总桩侧阻力，m1为桩侧面产生的摩阻力，m2为桩底面产生的摩阻力)；
30、由于预制桩的桩长＞＞预制桩的桩径(h＞＞d，其中h为预制桩桩长，d为预制桩桩径)，即圆柱的侧面积远大于底面积，所以桩侧摩阻力远大于桩底摩阻力，所以m2忽略不计；
31、由此可得，总扭矩：
32、m＝m1
33、根据十字板剪切试验：
34、
35、此时发生转动的桩侧摩阻力为：
36、
37、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
38、本专利技术通过设置液压油泵、预制桩、收集桩身应变数据的应变数据采集系统和桩身径向转动装置，所述预制桩的桩端通过夹具固定有第一锥齿轮，所述液压油泵作为加载机构对所述预制桩施加轴向压力并将其压入土体；所述应变数据采集系统包括应变片、应变数据采集器和计算机，所述应变片由上至下依次粘贴在所述预制桩，测量所述预制桩轴向位移引起的桩侧摩阻力应变；所述桩身径向转动装置包括液压马达、锥齿轮传动轴和第二锥齿轮，所述锥齿轮传动轴一端连接液压马达，另一端为所述第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮相互啮合；本专利技术最大程度还原在实际工程中在发生滑坡时安置在边坡上的抗滑桩可能会发生一侧土体没有变化一侧土体发生滑坡的现象，本专利技术能使桩发生径向转动，可以检测边坡抗滑桩单侧遇到滑坡时，抗滑桩发生径向转动时的桩侧摩阻力，也可以检测桩在轴向力作用下的桩侧摩阻力。
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1.一种新型室内双向检测桩侧阻力装置，包括模型箱，所述模型箱内装载有土体，其特征在于，还包括液压油泵、预制桩、收集桩身应变数据的应变数据采集系统和桩身径向转动装置；
2.根据权利要求1所述的一种新型室内双向检测桩侧阻力装置，其特征在于，所述液压油泵将所述预制桩预制桩压入土中，直至桩侧阻力与桩端承载力停止变化时停止压入。
3.根据权利要求1所述的一种新型室内双向检测桩侧阻力装置，其特征在于，所述应变数据采集器和计算机负责收集桩身应变数据，得出桩周轴力换算出轴向压力下的桩侧摩阻力。
4.根据权利要求1所述的一种新型室内双向检测桩侧阻力装置，其特征在于，所述液压马达通过螺栓固定安装在模型箱内，通过第二锥齿轮将扭矩传递到所述预制桩，使预制桩发生转动。
5.根据权利要求1所述的一种新型室内双向检测桩侧阻力装置，其特征在于，所述预制桩的桩长远大于预制桩的桩径。
6.根据权利要求1所述的一种新型室内双向检测桩侧阻力装置，其特征在于，所述模型箱安装于试验架内，所述试验架设有反力架。
7.一种应用于权利要求1至6任一项所述新型
8.根据权利要求7所述的实现方法，其特征在于，包括：所述步骤S1至S5中，(1)轴向位移引起的桩侧摩阻力为：
...【技术特征摘要】
1.一种新型室内双向检测桩侧阻力装置，包括模型箱，所述模型箱内装载有土体，其特征在于，还包括液压油泵、预制桩、收集桩身应变数据的应变数据采集系统和桩身径向转动装置；
2.根据权利要求1所述的一种新型室内双向检测桩侧阻力装置，其特征在于，所述液压油泵将所述预制桩预制桩压入土中，直至桩侧阻力与桩端承载力停止变化时停止压入。
3.根据权利要求1所述的一种新型室内双向检测桩侧阻力装置，其特征在于，所述应变数据采集器和计算机负责收集桩身应变数据，得出桩周轴力换算出轴向压力下的桩侧摩阻力。
4.根据权利要求1所述的一种新型室内双向检测桩侧阻力装置，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁仕华，冯浩楷，冯德銮，王一兆，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：
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