专利名称：深层水平载荷试验方法
技术领域：
本发明涉及测量试验方法类，具体的讲是涉及一种深层水平载荷试验方法。
背景技术：
现有技术中的水平载荷试验方法只能适用于浅部土层，且仅适用地下水位之上，而对于基础埋藏深，地下水位又埋藏较浅时，一般可以采用预钻式或自钻式旁压试验方法，缺点是旁压变形量测方法及原理不能真实反映结构物变形特点。也可以采用扁铲试验方法，其缺点是土层扰动变形大于量测变形，数据较难真实反映土层特性，可信度差。还有就是采用钻孔取样，室内试验测得的方法，数据可信度依靠土质量、操作水平、压力设置等，涉及的操作环节多，最终数据失真较大，利用价值不高，更主要是钻孔取样后，土样应力已释放，原始应力环境已改变，所测得的试验数据与实际偏差较大。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种深层水平载荷试验方法，该方法采用变径成孔，直接切入土层试验点，液压驱动分级加压，载荷板水平向移动，数据采集系统实时采集各级压力下的变形值，量取不同压力状态下土层的横向变型值，在土层基本处于原始应力状态下，真实反映土层现场条件下的应力特性。
本发明目的实现由以下技术方案完成一种深层水平载荷试验方法，其特征在于该方法采用如下的步骤A.成孔至试验点要求深度；B.向成孔中压入深层水平载荷试验仪，至试验点位；C.将与试验仪连接的压力传感器和位移传感器计算机归零；D.根据试验点土层性质设计试验仪需加载的最大压力及压力分级；E.试验仪加载压力，同时收集对应位移量；F.该试验点满足试验要求后，试验仪载荷板卸载，深层水平载荷试验仪提升出孔；G.重复前述A-F步骤直至完成所有设计试验土层的试验。
成孔采用的是变径成孔，变径成孔是采用变径钻进设备成孔，以保证试验点的土层的原状性。
深层水平载荷试验仪包括载荷板、加载荷装置、测试部分、封闭壳体，该壳体与载荷板之间设置有密封装置，加载荷装置和测试部分位于封闭壳体内腔，加载荷装置与载荷板固定连接。
加荷载装置采用的是由两个油缸组合构成的复合油缸，其中每一个油缸包括活塞、活塞轴，活塞轴的端部与载荷板固定连接。活塞轴包括一级活塞轴、二级活塞轴，其中二级活塞轴的端部与载荷板固定连接。
上述的试验仪加载压力，同时收集对应位移量指的是首先加载第一级压力，将载荷板水平方向压出，同时采集对应位移量；之后根据载荷试验稳定判定要求，计算机自动判定并采集对应位移量，达到稳定要求后自动加载下一级设计荷载；之后根据加载要求重复采集、加载步骤；最后求土层水平抗力系数时根据加载压力—位移曲线超过直线段两级荷载既可满足要求。
本发明的优点是，测试原理清晰，试验结果直观，能真实反映土层现场条件下的应力特性，采用直接切入土层，载荷板紧贴试验点，土层基本处于原始应力状态，每层土可进行多点检测验证，结果真实可靠。
附图1为本发明结构示意图；附图2为本发明局部剖面结构示意图；附图3为本发明压力室剖面结构示意图；附图4为本发明压力室工作状态结构示意图；附图5为本发明液压原理图；附图6为本发明载荷试验P(压力)-S(位移)曲线图；具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解如图1-6所示，标号1-33分别表示切土框架壳体1、切土刀片2、圆筒支架3、固定圈4、缸盖5、载荷板(加荷法兰盘)6、二级活塞轴7、密封圈8、油缸体9、密封圈10、活塞11、一级活塞轴12、中间缸体13、封闭外壳14、位移传感器放置处15、压入切削桶16、油箱17、滤油器18、油泵19、电机20、安全压力阀21、调压阀22、压力表23、蓄压器24、二位四通阀25、二位四通阀26、液控单向阀27、蓄压器28、压力表29、蓄压器30、压力表31、液控单向阀32、复合油缸33。
实施例本实施例采用如下的步骤A.采用变径成孔的钻进设备成孔至试验点要求深度，以保证试验点的土层的原状性；B.向成孔中压入深层水平载荷试验仪，压入的同时，试验仪的切土装置完成土体切削，至设计试验点位后，至试验点位。该试验仪包括载荷板6、加载荷装置、测试部分、封闭壳体14，该壳体14与载荷板6之间设置有密封圈10，加载荷装置和测试部分位于封闭壳体14的内腔，加载荷装置与载荷板6通过螺栓固定连接。加荷载装置采用的是由两个油缸组合构成的复合油缸32，其中每一个油缸包括活塞11、一级活塞轴12、二级活塞轴7，二级活塞轴7的端部与载荷板6通过螺栓固定连接。两个油缸的一级活塞轴12位于中间缸体13内。
封闭壳体14的底部固定设置有切土装置。该切土装置包括切土框架壳体1、切土刀片2、压入切削桶16，其中切土框架壳体1与封闭壳体14采用支架通过螺栓固定，压入切削桶16与切土刀片2螺纹固定在切土框架壳体上。
测试部分中的位移传感器，固定于缸体，位移端与活塞轴同步动作，测试部分中的压力传感器位于液压油路输入端。
C.将与试验仪连接的压力传感器和位移传感器计算机归零；D.根据试验点土层性质设计试验仪需加载的最大压力及压力分级；E.试验仪加载压力，同时收集对应位移量，流程是首先通过复合油缸32根据试验要求分级加压，加载第一级压力，液压油缸作用下将两侧的载荷板6分别沿水平方向压出，同时采集对应位移量，量取不同压力状态下土层的横向变型值；之后根据载荷试验稳定判定要求，计算机自动判定并采集对应位移量，达到稳定要求后自动加载下一级设计荷载；之后根据加载要求重复采集、加载步骤；最后求土层水平抗力系数时，根据加载压力—位移曲线超过直线段两级荷载既可满足要求。
F.该试验点满足试验要求后，试验仪载荷板6卸载收回，深层水平载荷试验仪提升出孔；可重复前述A-F步骤直至完成所有设计试验土层的试验。
权利要求
1.一种深层水平载荷试验方法，其特征在于该方法采用如下的步骤A.成孔至试验点要求深度；B.向成孔中压入深层水平载荷试验仪，至试验点位；C.将与试验仪连接的压力传感器和位移传感器计算机归零；D.根据试验点土层性质设计试验仪需加载的最大压力及压力分级；E.试验仪加载压力，同时收集对应位移量；F.该试验点满足试验要求后，试验仪载荷板卸载，深层水平载荷试验仪提升出孔。
2.根据权利要求1所述的一种深层水平载荷试验方法，其特征在于所述的成孔采用的是变径成孔，变径成孔是采用变径钻进设备成孔，以保证试验点的土层的原状性。
3.根据权利要求1所述的一种深层水平载荷试验方法，其特征在于所述的深层水平载荷试验仪包括载荷板、加载荷装置、测试部分、封闭壳体，该壳体与载荷板之间设置有密封装置，加载荷装置和测试部分位于封闭壳体内腔，加载荷装置与载荷板固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种深层水平载荷试验方法，其特征在于所述的加荷载装置采用的是由两个油缸组合构成的复合油缸，其中每一个油缸包括活塞、活塞轴，活塞轴的端部与载荷板固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种深层水平载荷试验方法，其特征在于所述的活塞轴包括一级活塞轴、二级活塞轴，其中二级活塞轴的端部与载荷板固定连接。
6.根据权利要求1或3所述的一种深层水平载荷试验方法，其特征在于所述的试验仪加载压力，同时收集对应位移量指的是首先加载第一级压力，将载荷板水平方向压出，同时采集对应位移量；之后根据载荷试验稳定判定要求，计算机自动判定并采集对应位移量，达到稳定要求后自动加载下一级设计荷载；之后根据加载要求重复采集、加载步骤；最后求土层水平抗力系数时根据加载压力-位移曲线超过直线段两级荷载既可满足要求。
全文摘要
本发明涉及测量试验方法类，具体的讲是涉及一种深层水平载荷试验方法，该方法采用变径成孔，直接切入土层试验点，液压驱动分级加压，载荷板水平向移动，数据采集系统实时采集各级压力下的变形值，量取不同压力状态下土层的横向变型值，在土层基本处于原始应力状态下，真实反映土层现场条件下的应力特性。
文档编号G01V9/00GK1831511SQ20061002549
公开日2006年9月13日 申请日期2006年4月6日 优先权日2006年4月6日
发明者石长礼, 张家峰 申请人:上海市隧道工程轨道交通设计研究院