1.一種模擬鈣質(zhì)砂地基打樁過程顆粒破碎試驗?zāi)Ｐ脱b置，其特征在于，包括固定在實驗臺(11)上的反力架(9)和凍融模型箱；
所述反力架(9)頂部橫梁的下表面設(shè)置有沉樁加載裝置(8)；所述沉樁加載裝置(8)下端可與模型樁(5)相連，帶動模型樁(5)沿縱向運動；所述模型樁(5)中設(shè)置有溫度傳感器；
所述凍融模型箱布置在反力架(9)測試中心區(qū)；所述凍融模型箱包括冷凍室(1)和土樣室(2)；
所述土樣室(2)為上端敞口的矩形箱體；所述土樣室(2)由金屬導(dǎo)熱材料制成；所述土樣室(2)底部和內(nèi)壁上均設(shè)有溫度傳感器；所述冷凍室(1)為帶有頂蓋(101)的矩形箱體；所述冷凍室(1)由隔熱材料制成；
所述土樣室(2)布置在冷凍室(1)的內(nèi)腔中；所述土樣室(2)底部與冷凍室(1)底部固定連接；所述冷凍室(1)和土樣室(2)之間形成空間(S)；所述空間(S)中注有冷凍液(7)；所述冷凍室(1)通過金屬冷卻管(12)與制冷循環(huán)儀(10)連通；試驗時，冷凍液(7)在空間(S)和制冷循環(huán)儀(10)之間循環(huán)流動。
2.一種模擬鈣質(zhì)砂地基打樁過程顆粒破碎試驗?zāi)Ｐ脱b置，其特征在于，包括固定在實驗臺(11)上的反力架(9)和凍融模型箱；
所述反力架(9)頂部橫梁的下表面設(shè)置有沉樁加載裝置(8)；所述沉樁加載裝置(8)下端可與模型樁(5)相連，帶動模型樁(5)沿縱向運動；所述模型樁(5)中設(shè)置有溫度傳感器；
所述凍融模型箱布置在反力架(9)測試中心區(qū)；所述凍融模型箱包括所述冷凍室(1)和所述土樣室(2)；
所述土樣室(2)為上端敞口且內(nèi)中空的桶體；所述土樣室(2)由金屬導(dǎo)熱材料制成；所述土樣室(2)底部和內(nèi)壁上均設(shè)有溫度傳感器；所述冷凍室(1)為帶有頂蓋(101)的中空桶體；所述冷凍室(1)由隔熱材料制成；
所述土樣室(2)布置在冷凍室(1)的內(nèi)腔中；所述土樣室(2)底部與冷凍室(1)底部固定連接。所述冷凍室(1)和土樣室(2)之間形成空間(S)；所述空間(S)中注有冷凍液(7)；所述冷凍室(1)通過金屬冷卻管(12)與制冷循環(huán)儀(10)連通；試驗時，冷凍液(7)在空間(S)和制冷循環(huán)儀(10)之間循環(huán)流動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種模擬鈣質(zhì)砂地基打樁過程顆粒破碎試驗?zāi)Ｐ脱b置，其特征在于：所述沉樁加載裝置(8)包括電動加載裝置(801)、傳動桿(802)和模型樁安裝臺(803)；其中，所述傳動桿(802)設(shè)置在電動加載裝置(801)下方，模型樁安裝臺(803)設(shè)置在傳動桿(802)下端；所述模型樁安裝臺(803)上具有水準(zhǔn)泡(8031)；所述模型樁安裝臺(803)下表面固定有固定螺旋帽(8032)；模型樁(5)插入固定螺旋帽(8032)預(yù)留的模型樁孔中，并通過擰緊螺栓固定在模型樁安裝臺(803)上；試驗時，電動加載裝置(801)驅(qū)動傳動桿(802)沿縱向運動，繼而帶動模型樁(5)運動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種模擬鈣質(zhì)砂地基打樁過程顆粒破碎試驗?zāi)Ｐ脱b置，其特征在于：所述模型樁(5)的樁徑為10mm～30mm，長度為100～300mm；所述制冷循環(huán)儀(10)的溫控范圍為-20℃～80℃之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬鈣質(zhì)砂地基打樁過程顆粒破碎試驗?zāi)Ｐ脱b置，其特征在于：所述土樣室(2)的長度為a,寬度為b，高度為c，壁厚為d；其中，a＝400～600mm，b＝400～600mm，c＝500～700mm，d＝5～10mm；所述冷凍室(1)長度為900mm，寬度為900mmmm，高度為800mm，壁厚為10mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種模擬鈣質(zhì)砂地基打樁過程顆粒破碎試驗?zāi)Ｐ脱b置，其特征在于：所述土樣室(2)和冷凍室(1)底部對應(yīng)位置預(yù)留螺孔；所述土樣室(2)和冷凍室(1)通過螺栓固定連接。
7.一種關(guān)于權(quán)利要求1或2所述模擬鈣質(zhì)砂地基打樁過程顆粒破碎試驗?zāi)Ｐ脱b置的試驗方法，其特征在于：包括以下步驟：
1)按照預(yù)定級配配制鈣質(zhì)砂并混合均勻；
2)采用砂雨法將鈣質(zhì)砂土樣裝入土樣室(2)內(nèi)，并根據(jù)所需飽和度灌入適量的水形成鈣質(zhì)砂土層(3)；其中，鈣質(zhì)砂土樣(3)的填充高度為300～500mm；
3)調(diào)整模型樁(5)的垂直度，將模型樁(5)固定在沉樁加載裝置(8)的下端；
4)啟動加載裝置，按照要求將模型樁(5)壓入鈣質(zhì)砂土層(3)設(shè)定深度；
5)蓋上冷凍室(1)的蓋板(101)，設(shè)定制冷循環(huán)儀溫度為-10℃，啟動制冷循環(huán)儀直至土樣室(2)和模型樁(5)內(nèi)的溫度傳感器溫度穩(wěn)定到設(shè)定值；
6)關(guān)閉制冷循環(huán)儀，打開冷凍室(1)的蓋板，用取土器(4)取出不同樁徑和樁底范圍的鈣質(zhì)砂土樣，測量土樣的體積和質(zhì)量，然后將土樣放入烘箱在60℃下烘烤24小時；
7)土樣烘干后，通過振動篩粉機(jī)進(jìn)行顆分試驗，可得到不同樁徑處鈣質(zhì)砂的顆分曲線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種試驗方法，其特征在于：所述取土器(4)為方形取土器；所述方形取土器為上下端均敞口的中空長方體；這個長方體長20～150mm，寬20～150mm，高100～600mm；所述中空長方體上下端敞口處均具有鋒利的金屬切刀。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種試驗方法，其特征在于：所述取土器為圓形取土器；所述圓形取土器為上下端均敞口的中空圓柱體；這個中空圓柱體的內(nèi)徑為39.1～50.1mm，高度為80～100mm；所述中空圓柱體上下端敞口處均具有鋒利的金屬切刀。