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一种复合荷载作用下的单桩多向水平承载力的测试方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-11-07 17:56:11

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 江苏天沃 | 2022-11-07 17:56:11

一种复合荷载作用下的单桩多向水平承载力的测试方法,包括以下步骤:(1)确定试验桩尺寸、土层分布及厚度;(2)确定竖向加载值和加载级别,以及水平加载值和加载级别;(3)分层铺设土层;(4)确定水平荷载的加载方向和数量;(5)安装水平加载桩帽;(6)安放水平加载系统;(7)安放竖向加载系统;(8)安装数据采集系统;(9)确定单次试验桩的多向水平极限承载力;(10)拆卸试验装置,回收试验用土样;(11)确定不同竖向荷载下单桩的水平承载力特征值;(12)不同竖向荷载下单桩水平极限承载力确定。本发明效果好、操作方便、费用低。

一种复合荷载作用下的单桩多向水平承载力的测试方法,实现所述测试方法的装置包括模型箱、竖向加载系统、水平加载系统和数据采集系统,所述模型箱内铺设模拟场地的箱内土体,所述箱内土体埋设试验单桩,所述竖向加载系统包括立柱、横梁、杠杆、竖向加载器和竖向加载砝码,所述杠杆的一端铰接在两根立柱之间的转轴上,所述杠杆的中部安装竖向加载器,所述竖向加载器位于所述试验单桩的顶部,所述杠杆的另一端连接竖向加载砝码;所述水平加载系统包括水平加载桩帽、定滑轮、钢丝索和砝码,所述水平加载桩帽安装在所述试验单桩的顶面,所述水平加载桩帽与所述钢丝索的一端连接,所述钢丝索穿过所述定滑轮,所述钢丝索的另一端与水平加载砝码连接,所述定滑轮安装在所述模型箱上;所述数据采集系统包括位移计,所述位移计位于水平加载桩帽上,所述位移计与数据采集仪连接。

随着国民经济的持续快速发展,风力发电、海上平台及高层建筑等陆续兴建,这些建筑物不但受到自重等竖向荷载的影响,也会受到风荷载、地震和潮汐等水平荷载的影响,因此,竖向和水平荷载的共同作用模式(复合荷载)比竖向荷载或水平向荷载(单一荷载)的作用模式在受力性状上也更加复杂,同时也更加符合工程实际。另外,由于建筑物或构筑物的水平荷载往往不只有一个方向,通常具有多方向性。

罗战友,男,1974年12月出生。博士后、二级教授、硕士生导师。享受国务院政府特殊津贴,入选教育部新世纪优秀人才支持计划,浙江省中青年突出贡献专家,浙江省新世纪151人才重点层次和第一层次,浙江省高校中青年学科带头人,浙江省优秀博士后,浙江省首届“十佳”青年教师。国家自然科学基金评委,浙江省岩土力学与工程学会副理事长兼秘书长。省级土木工程一流学科及硕士学位点的负责人。主要从事隧道工程、城市地铁及地下空间开发技术、岩土工程等方面的教学科研等工作。主持和承担纵向科研项目20余项,其中:国家重大仪器专项1项、国家自然科学基金4项,中国博士后基金1项,省部级基金6项。在国内外学术期刊上发表论文100余篇,授权发明专利60余项。获国家科技发明奖二等奖1项,省部级奖励15项。

本发明的有益效果主要表现在:(1)可实现竖向和多个水平向复合加载,应用范围广。不但可以实现竖向和水平向的复合加载,而且可以考虑多个任意水平方向的水平向复合加载。能模拟竖向荷载作用下多个水平向荷载作用下桩基水平承载力的性能研究,工程应用范围广。(2)水平向加载方式合理。采用水平加载桩帽连接桩与钢丝索,再由桩帽以均匀受力的形式传递给桩基,更符合工程实际情况。(3)操作简单,费用低,周期短。由于现场试验条件及桩基施工的复杂性,难以获得复合荷载作用下单桩多向水平承载力的变化规律,且具有现场试验费用高、周期长的不足,而本装置能有效地解决现场试验难题,具有操作简单、费用低、周期短的特点。

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