專利名稱：軟土地區(qū)摩擦樁荷載傳遞曲線測定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種能夠在軟土地區(qū)測量摩擦樁荷載傳遞曲線的裝置，特指將探 頭壓入軟土地基一定深度后，通過齒輪系統(tǒng)使探頭在土中發(fā)生旋轉(zhuǎn)，探頭旋轉(zhuǎn)時(shí)頂頭保持 不動(dòng)，僅側(cè)面受到周圍土提供的摩擦力作用，旋轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)測探頭扭矩力和轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，以 推算摩擦樁荷載傳遞曲線的裝置。
背景技術(shù)：
在深厚軟土地區(qū)使用摩擦樁承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)荷載時(shí)，往往需要對其沉降量進(jìn)行驗(yàn) 算，以防止沉降量或不均勻沉降量對上部結(jié)構(gòu)造成的危害，而要計(jì)算摩擦樁沉降量時(shí)，必須 先確定樁土界面荷載傳遞曲線。目前，確定樁土界面荷載傳遞曲線的常規(guī)方法是在原位測 試樁內(nèi)埋置應(yīng)力應(yīng)變測試裝置，然后對樁頂施加豎向荷載，實(shí)測樁頂位移及各測點(diǎn)的樁身 應(yīng)變，由換算得到不同位置樁側(cè)阻力與樁身位移間的關(guān)系，但實(shí)現(xiàn)這種方法需要施工測試 樁、安裝反力裝置、埋設(shè)大量的測試元件，耗資巨大且工期較長，難以進(jìn)行推廣應(yīng)用。若能設(shè) 計(jì)一種簡便的原位測試裝置，通過在土體內(nèi)一定位置旋轉(zhuǎn)測試探頭實(shí)測土體與探頭的界面 摩擦特性，然后通過一定的經(jīng)驗(yàn)方法換算得到摩擦樁樁側(cè)荷載傳遞曲線，即可有效減少測 試費(fèi)用，有利于大規(guī)模的推廣應(yīng)用。目前仍沒有此類裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能實(shí)測探桿的扭矩_轉(zhuǎn)角關(guān)系，由此計(jì)算 出探頭側(cè)表面摩阻力發(fā)揮與相對位移之間的曲線關(guān)系，從而達(dá)到推算樁側(cè)荷載傳遞曲線， 計(jì)算摩擦樁樁頂沉降量的軟土地區(qū)摩擦樁荷載傳遞曲線測定儀。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的軟土地區(qū)摩擦樁荷載傳遞曲線測定儀，探 桿一端安裝在平板上且連接有主施力齒輪，所述的主施力齒輪連接有齒輪驅(qū)動(dòng)裝置，在所 述的探桿上設(shè)有扭力傳感器，探頭的探桿連接段固定連接有摩擦筒，錐形部分通過錐形部 分連接段活動(dòng)套掛在所述的摩擦筒的底部，所述的探桿連接段與所述的探桿的另一端固定 連接。所述的齒輪驅(qū)動(dòng)裝置是在所述的平板上通過滾軸卡箍設(shè)有變向齒輪，所述的變向 齒輪與所述的主施力齒輪嚙合傳動(dòng)連接，所述的變向齒輪同軸連接有二級傳動(dòng)齒輪，在所 述的平板上設(shè)有與所述的二級傳動(dòng)齒輪嚙合傳動(dòng)的一級傳動(dòng)齒輪，所述的一級傳動(dòng)齒輪連 接有搖桿。采用上述技術(shù)方案的軟土地區(qū)摩擦樁荷載傳遞曲線測定儀，進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，首先將 探頭固定在直徑較小的探桿上，利用錨固于地表的反力裝置將探頭壓入至預(yù)定深度，靜置 一定時(shí)間 ，待土體超孔隙水壓力消散后，利用齒輪驅(qū)動(dòng)裝置對探桿施加扭轉(zhuǎn)荷載。在探頭發(fā) 生旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于頂部錐形部分與摩擦筒不能傳遞扭矩，整個(gè)探頭僅受摩擦筒外部土體摩阻 力作用。在探頭發(fā)生轉(zhuǎn)角位移的過程中，利用裝于頂部的扭力傳感器測量所施加的扭矩，由 齒輪旋轉(zhuǎn)角度判定所發(fā)生的轉(zhuǎn)角位移，由此獲得探桿的扭矩-轉(zhuǎn)角曲線。
綜上所述，本發(fā)明是一種能實(shí)測探桿的扭矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系，由此計(jì)算出探頭側(cè)表面 摩阻力發(fā)揮與相對位移之間的曲線關(guān)系，從而達(dá)到推算樁側(cè)荷載傳遞曲線，計(jì)算摩擦樁樁 頂沉降量的軟土地區(qū)摩擦樁荷載傳遞曲線測定儀，本發(fā)明簡化了摩擦樁樁側(cè)荷載傳遞曲線 的測試過程，且結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠。


圖1是測試儀整體圖；圖2是探頭詳細(xì)構(gòu)造圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。參見圖1和圖2，探桿7 —端安裝在平板6上且連接有主施力齒輪5，在探桿7上 設(shè)有扭力傳感器10，探頭8的探桿連接段11固定連接有摩擦筒13，錐形部分14通過錐形 部分連接段12活動(dòng)套掛在摩擦筒13的底部，探桿連接段11與探桿7的另一端固定連接， 在平板6上通過滾軸卡箍9設(shè)有變向齒輪4，變向齒輪4與主施力齒輪5嚙合傳動(dòng)連接，變 向齒輪4同軸連接有二級傳動(dòng)齒輪3，在平板6上設(shè)有與二級傳動(dòng)齒輪3嚙合傳動(dòng)的一級傳 動(dòng)齒輪2，一級傳動(dòng)齒輪2連接有搖桿1。參見圖1和圖2，試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，旋轉(zhuǎn)搖桿1，帶動(dòng)一級傳動(dòng)齒輪2和二級傳動(dòng)齒輪3 緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，然后變向齒輪4隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過與之咬合的主施力齒輪5對探桿7施加扭矩， 探桿7將帶動(dòng)探頭8發(fā)生旋轉(zhuǎn)。探頭8發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于錐形部分14僅靠錐形部分連接段 12活動(dòng)套掛在摩擦筒13上，無法傳遞扭矩，故只有摩擦筒13外部土體提供摩阻力。旋轉(zhuǎn)過 程中，由 扭力傳感器10測定探桿所受扭矩，由搖桿1的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)確定探桿旋轉(zhuǎn)的角度。
權(quán)利要求
一種軟土地區(qū)摩擦樁荷載傳遞曲線測定儀，其特征是探桿(7)一端安裝在平板(6)上且連接有主施力齒輪(5)，所述的主施力齒輪(5)連接有齒輪驅(qū)動(dòng)裝置，在所述的探桿(7)上設(shè)有扭力傳感器(10)，探頭(8)的探桿連接段(11)固定連接有摩擦筒(13)，錐形部分(14)通過錐形部分連接段(12)活動(dòng)套掛在所述的摩擦筒(13)的底部，所述的探桿連接段(11)與所述的探桿(7)的另一端固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟土地區(qū)摩擦樁荷載傳遞曲線測定儀，其特征是所述的齒 輪驅(qū)動(dòng)裝置是在所述的平板(6)上通過滾軸卡箍(9)設(shè)有變向齒輪(4)，所述的變向齒輪 (4)與所述的主施力齒輪(5)嚙合傳動(dòng)連接，所述的變向齒輪(4)同軸連接有二級傳動(dòng)齒輪 (3)，在所述的平板(6)上設(shè)有與所述的二級傳動(dòng)齒輪(3)嚙合傳動(dòng)的一級傳動(dòng)齒輪(2)，所 述的一級傳動(dòng)齒輪(2)連接有搖桿(1)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種軟土地區(qū)摩擦樁荷載傳遞曲線測定儀，探桿(7)一端安裝在平板(6)上且連接有主施力齒輪(5)，主施力齒輪(5)連接有齒輪驅(qū)動(dòng)裝置，在探桿(7)上設(shè)有扭力傳感器(10)，探頭(8)的探桿連接段(11)固定連接有摩擦筒(13)，錐形部分(14)通過錐形部分連接段(12)活動(dòng)套掛在摩擦筒(13)的底部，探桿連接段(11)與探桿(7)的另一端固定連接。本發(fā)明是一種能實(shí)測探桿的扭矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系，由此計(jì)算出探頭側(cè)表面摩阻力發(fā)揮與相對位移之間的曲線關(guān)系，從而達(dá)到推算樁側(cè)荷載傳遞曲線，計(jì)算摩擦樁樁頂沉降量的軟土地區(qū)摩擦樁荷載傳遞曲線測定儀，本發(fā)明簡化了摩擦樁樁側(cè)荷載傳遞曲線的測試過程，且結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠。
文檔編號(hào)G01L3/00GK101846561SQ201010203909
公開日2010年9月29日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者付宏淵, 王泓華, 賀煒 申請人:長沙理工大學(xué)