專利名稱：深層水平載荷試驗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量試驗方法類，具體的講是涉及一種深層水平載荷試驗方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的水平載荷試驗方法只能適用于淺部土層，且僅適用地下水位之上，而對于基礎(chǔ)埋藏深，地下水位又埋藏較淺時，一般可以采用預(yù)鉆式或自鉆式旁壓試驗方法，缺點是旁壓變形量測方法及原理不能真實反映結(jié)構(gòu)物變形特點。也可以采用扁鏟試驗方法，其缺點是土層擾動變形大于量測變形，數(shù)據(jù)較難真實反映土層特性，可信度差。還有就是采用鉆孔取樣，室內(nèi)試驗測得的方法，數(shù)據(jù)可信度依靠土質(zhì)量、操作水平、壓力設(shè)置等，涉及的操作環(huán)節(jié)多，最終數(shù)據(jù)失真較大，利用價值不高，更主要是鉆孔取樣后，土樣應(yīng)力已釋放，原始應(yīng)力環(huán)境已改變，所測得的試驗數(shù)據(jù)與實際偏差較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種深層水平載荷試驗方法，該方法采用變徑成孔，直接切入土層試驗點，液壓驅(qū)動分級加壓，載荷板水平向移動，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實時采集各級壓力下的變形值，量取不同壓力狀態(tài)下土層的橫向變型值，在土層基本處于原始應(yīng)力狀態(tài)下，真實反映土層現(xiàn)場條件下的應(yīng)力特性。
本發(fā)明目的實現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成一種深層水平載荷試驗方法，其特征在于該方法采用如下的步驟A.成孔至試驗點要求深度；B.向成孔中壓入深層水平載荷試驗儀，至試驗點位；C.將與試驗儀連接的壓力傳感器和位移傳感器計算機歸零；D.根據(jù)試驗點土層性質(zhì)設(shè)計試驗儀需加載的最大壓力及壓力分級；E.試驗儀加載壓力，同時收集對應(yīng)位移量；F.該試驗點滿足試驗要求后，試驗儀載荷板卸載，深層水平載荷試驗儀提升出孔；G.重復(fù)前述A-F步驟直至完成所有設(shè)計試驗土層的試驗。
成孔采用的是變徑成孔，變徑成孔是采用變徑鉆進設(shè)備成孔，以保證試驗點的土層的原狀性。
深層水平載荷試驗儀包括載荷板、加載荷裝置、測試部分、封閉殼體，該殼體與載荷板之間設(shè)置有密封裝置，加載荷裝置和測試部分位于封閉殼體內(nèi)腔，加載荷裝置與載荷板固定連接。
加荷載裝置采用的是由兩個油缸組合構(gòu)成的復(fù)合油缸，其中每一個油缸包括活塞、活塞軸，活塞軸的端部與載荷板固定連接?；钊S包括一級活塞軸、二級活塞軸，其中二級活塞軸的端部與載荷板固定連接。
上述的試驗儀加載壓力，同時收集對應(yīng)位移量指的是首先加載第一級壓力，將載荷板水平方向壓出，同時采集對應(yīng)位移量；之后根據(jù)載荷試驗穩(wěn)定判定要求，計算機自動判定并采集對應(yīng)位移量，達到穩(wěn)定要求后自動加載下一級設(shè)計荷載；之后根據(jù)加載要求重復(fù)采集、加載步驟；最后求土層水平抗力系數(shù)時根據(jù)加載壓力—位移曲線超過直線段兩級荷載既可滿足要求。
本發(fā)明的優(yōu)點是，測試原理清晰，試驗結(jié)果直觀，能真實反映土層現(xiàn)場條件下的應(yīng)力特性，采用直接切入土層，載荷板緊貼試驗點，土層基本處于原始應(yīng)力狀態(tài)，每層土可進行多點檢測驗證，結(jié)果真實可靠。


附圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本發(fā)明局部剖面結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3為本發(fā)明壓力室剖面結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4為本發(fā)明壓力室工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；附圖5為本發(fā)明液壓原理圖；附圖6為本發(fā)明載荷試驗P(壓力)-S(位移)曲線圖；具體實施方式
以下結(jié)合附圖通過實施例對本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進一步詳細說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解如圖1-6所示，標號1-33分別表示切土框架殼體1、切土刀片2、圓筒支架3、固定圈4、缸蓋5、載荷板(加荷法蘭盤)6、二級活塞軸7、密封圈8、油缸體9、密封圈10、活塞11、一級活塞軸12、中間缸體13、封閉外殼14、位移傳感器放置處15、壓入切削桶16、油箱17、濾油器18、油泵19、電機20、安全壓力閥21、調(diào)壓閥22、壓力表23、蓄壓器24、二位四通閥25、二位四通閥26、液控單向閥27、蓄壓器28、壓力表29、蓄壓器30、壓力表31、液控單向閥32、復(fù)合油缸33。
實施例本實施例采用如下的步驟A.采用變徑成孔的鉆進設(shè)備成孔至試驗點要求深度，以保證試驗點的土層的原狀性；B.向成孔中壓入深層水平載荷試驗儀，壓入的同時，試驗儀的切土裝置完成土體切削，至設(shè)計試驗點位后，至試驗點位。該試驗儀包括載荷板6、加載荷裝置、測試部分、封閉殼體14，該殼體14與載荷板6之間設(shè)置有密封圈10，加載荷裝置和測試部分位于封閉殼體14的內(nèi)腔，加載荷裝置與載荷板6通過螺栓固定連接。加荷載裝置采用的是由兩個油缸組合構(gòu)成的復(fù)合油缸32，其中每一個油缸包括活塞11、一級活塞軸12、二級活塞軸7，二級活塞軸7的端部與載荷板6通過螺栓固定連接。兩個油缸的一級活塞軸12位于中間缸體13內(nèi)。
封閉殼體14的底部固定設(shè)置有切土裝置。該切土裝置包括切土框架殼體1、切土刀片2、壓入切削桶16，其中切土框架殼體1與封閉殼體14采用支架通過螺栓固定，壓入切削桶16與切土刀片2螺紋固定在切土框架殼體上。
測試部分中的位移傳感器，固定于缸體，位移端與活塞軸同步動作，測試部分中的壓力傳感器位于液壓油路輸入端。
C.將與試驗儀連接的壓力傳感器和位移傳感器計算機歸零；D.根據(jù)試驗點土層性質(zhì)設(shè)計試驗儀需加載的最大壓力及壓力分級；E.試驗儀加載壓力，同時收集對應(yīng)位移量，流程是首先通過復(fù)合油缸32根據(jù)試驗要求分級加壓，加載第一級壓力，液壓油缸作用下將兩側(cè)的載荷板6分別沿水平方向壓出，同時采集對應(yīng)位移量，量取不同壓力狀態(tài)下土層的橫向變型值；之后根據(jù)載荷試驗穩(wěn)定判定要求，計算機自動判定并采集對應(yīng)位移量，達到穩(wěn)定要求后自動加載下一級設(shè)計荷載；之后根據(jù)加載要求重復(fù)采集、加載步驟；最后求土層水平抗力系數(shù)時，根據(jù)加載壓力—位移曲線超過直線段兩級荷載既可滿足要求。
F.該試驗點滿足試驗要求后，試驗儀載荷板6卸載收回，深層水平載荷試驗儀提升出孔；可重復(fù)前述A-F步驟直至完成所有設(shè)計試驗土層的試驗。
權(quán)利要求
1.一種深層水平載荷試驗方法，其特征在于該方法采用如下的步驟A.成孔至試驗點要求深度；B.向成孔中壓入深層水平載荷試驗儀，至試驗點位；C.將與試驗儀連接的壓力傳感器和位移傳感器計算機歸零；D.根據(jù)試驗點土層性質(zhì)設(shè)計試驗儀需加載的最大壓力及壓力分級；E.試驗儀加載壓力，同時收集對應(yīng)位移量；F.該試驗點滿足試驗要求后，試驗儀載荷板卸載，深層水平載荷試驗儀提升出孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深層水平載荷試驗方法，其特征在于所述的成孔采用的是變徑成孔，變徑成孔是采用變徑鉆進設(shè)備成孔，以保證試驗點的土層的原狀性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深層水平載荷試驗方法，其特征在于所述的深層水平載荷試驗儀包括載荷板、加載荷裝置、測試部分、封閉殼體，該殼體與載荷板之間設(shè)置有密封裝置，加載荷裝置和測試部分位于封閉殼體內(nèi)腔，加載荷裝置與載荷板固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種深層水平載荷試驗方法，其特征在于所述的加荷載裝置采用的是由兩個油缸組合構(gòu)成的復(fù)合油缸，其中每一個油缸包括活塞、活塞軸，活塞軸的端部與載荷板固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種深層水平載荷試驗方法，其特征在于所述的活塞軸包括一級活塞軸、二級活塞軸，其中二級活塞軸的端部與載荷板固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種深層水平載荷試驗方法，其特征在于所述的試驗儀加載壓力，同時收集對應(yīng)位移量指的是首先加載第一級壓力，將載荷板水平方向壓出，同時采集對應(yīng)位移量；之后根據(jù)載荷試驗穩(wěn)定判定要求，計算機自動判定并采集對應(yīng)位移量，達到穩(wěn)定要求后自動加載下一級設(shè)計荷載；之后根據(jù)加載要求重復(fù)采集、加載步驟；最后求土層水平抗力系數(shù)時根據(jù)加載壓力-位移曲線超過直線段兩級荷載既可滿足要求。
全文摘要
本發(fā)明涉及測量試驗方法類，具體的講是涉及一種深層水平載荷試驗方法，該方法采用變徑成孔，直接切入土層試驗點，液壓驅(qū)動分級加壓，載荷板水平向移動，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實時采集各級壓力下的變形值，量取不同壓力狀態(tài)下土層的橫向變型值，在土層基本處于原始應(yīng)力狀態(tài)下，真實反映土層現(xiàn)場條件下的應(yīng)力特性。
文檔編號G01V9/00GK1831511SQ20061002549
公開日2006年9月13日 申請日期2006年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月6日
發(fā)明者石長禮, 張家峰 申請人:上海市隧道工程軌道交通設(shè)計研究院