專利名稱：室內(nèi)測試樁基抗液化效果的裝置及抗液化效果評價方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及樁基處理可液化地基后效果的測試領(lǐng)域，具體是一種室內(nèi)測試樁基抗液化效果的裝置及抗液化效果評價方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011) 4. 3. 7條，當(dāng)采用樁基措施全部消除液化沉陷，樁端伸入可液化深度以下穩(wěn)定土層的長度應(yīng)滿足一定的要求；根據(jù)4. 4. 3條液化土層中樁基抗震驗算采用標(biāo)貫試驗進行計算樁承載力，同時根據(jù)實際標(biāo)貫錘擊數(shù)與臨界標(biāo)貫錘擊數(shù)的比值查表來確定液化土層的影響折減系數(shù)。從上可知，現(xiàn)在規(guī)范對樁基處理可液化地基效果的判別方法仍采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗，即打樁后進行測試的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)大于臨界標(biāo)貫錘擊數(shù)，則地基可判為不液化。規(guī)范同時給出了預(yù)制樁及其他擠土樁對土的加密作用及樁身對液化土變形限制的有利影響時，可根據(jù)樁的面積置換率(即布樁形式，不少于5X 5時)估算打樁后的標(biāo)貫錘擊數(shù)，同時如果判別不液化時，單樁承載力不折減。從上可知，對于樁基抗液化地基，樁的面積置換率(即布樁形式)是影響加固效果的一個很重要的參數(shù)，但是如果現(xiàn)場去試驗多種布樁形式的抗液化效果，從經(jīng)費上又難以實現(xiàn)。從室內(nèi)模擬不同布樁形式的樁基加固液化地基的效果就成為一個較經(jīng)濟的手段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種方便、可行、經(jīng)濟的室內(nèi)測試樁基抗液化效果的裝置及抗液化效果評價方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的室內(nèi)測試樁基抗液化效果的裝置，包括模型箱，鋪覆于模型箱底部的非液化土層，埋壓于非液化土層之上由液化土形成的液化土層，由nXn矩陣排列的樁基形成的樁群，聯(lián)接于樁群的樁基樁頂上的承臺，n為3 5的自然數(shù)，樁基樁底穿過液化土層深入非液化土層，且承臺下端面止位于基礎(chǔ)底面(液化土層的上端面)，所述的樁基的尺寸、間距以及排列方式均為實際樁基按比例縮小的，非液化土層的厚度為實際非液化土層按與樁基相同的比例縮小的，樁基包括位于樁群四個角部的角樁，非液化土層上端面與模型箱內(nèi)側(cè)壁面交匯形成交線，樁群一側(cè)的兩個角樁樁頂外側(cè)所在的直線與同側(cè)的交線形成斜面，同側(cè)的兩個角樁外側(cè)形成的豎面與同側(cè)的斜面之間的夾角等于
4 ,爐為液化土的內(nèi)摩擦角，位于非液化土層上方和基礎(chǔ)底面之間的模型箱一側(cè)的外側(cè)壁豎向中線上分別開有上部通孔、中部通孔和下部通孔，每個通孔上均安裝有觸發(fā)裝置，所述的觸發(fā)裝置是由弧形軌道、滑動于弧形軌道內(nèi)的錘擊球、錘擊墊塊以及設(shè)于錘擊墊塊一側(cè)的觸發(fā)傳感器，錘擊墊塊另一側(cè)固定于弧形軌道一端，固定有錘擊墊塊的弧形軌道一端穿過通孔，且觸發(fā)傳感器與液化土相耦合，弧形軌道的另一端朝上，上部通孔的圓心到基礎(chǔ)底面的距離等于兩個相鄰樁基的中心距，中部通孔的圓心位于液化土層中部，下部通孔的圓心到非液化土層上端面的距離等于兩個相鄰樁基的中心距；與觸發(fā)裝置相對的另一側(cè)的模型箱內(nèi)側(cè)壁上沿豎向方向分別設(shè)有與上部通孔相對的上部接收裝置，與中部通孔相對的中部接收裝置以及與下部通孔相對的下部接收裝置，所述的上部接收裝置是由LI檢波器、L2檢波器、L3檢波器、L4檢波器和L5檢波器構(gòu)成的，L3檢波器設(shè)于模型箱內(nèi)側(cè)壁橫向中部，LI檢波器和L5檢波器分別設(shè)于該模型箱靠近拐角的內(nèi)側(cè)壁上，L2檢波器設(shè)于LI檢波器與L3檢波器之間的內(nèi)側(cè)壁上，L4檢波器設(shè)于L3檢波器和L5檢波器之間的內(nèi)側(cè)壁上，LI檢波器、L2檢波器、L3檢波器、L4檢波器和L5檢波器與上部通孔位于同一橫向平面內(nèi)，且上部通孔內(nèi)的觸發(fā)傳感器、樁群靠近檢波器一側(cè)的其中一個角樁與L2檢波器位于同一直線上，上部通孔內(nèi)的觸發(fā)傳感器、樁群靠近檢波器一側(cè)的另一個角樁與L4檢波器位于同一直線上；中部接收裝置和下部接收裝置與上部接收裝置的結(jié)構(gòu)相同；各觸發(fā)傳感器以及各檢波器均連接于地震儀上。-為液化土的內(nèi)摩擦角，液化土的土類不同4不同，W可從不同專業(yè)手冊上查詢得到。一種抗液化效果的評價方法，該方法使用所述的室內(nèi)測試樁基抗液化效果的裝置，
A.根據(jù)實際現(xiàn)場的情況選擇液化土層及非液化土層的土類，模擬現(xiàn)場樁群的樁基的nXn矩陣排列方式；
B.上部通孔處的錘擊球由弧形軌道上端下滑撞擊錘擊墊塊，剪切波由各檢波器進行接收，同時地震儀根據(jù)觸發(fā)傳感器采集到的波形信號以及各檢波器接收到的剪切波信號，獲得各傳播路線的剪切波的傳播時間G (s);測量觸發(fā)傳感器至各檢波器的距離Zi (m);根據(jù)公式(1-1)，求得各傳播路線的剪切波波速Vsi (m/ S)，
權(quán)利要求
1.室內(nèi)測試樁基抗液化效果的裝置，其特征在于，包括模型箱(1)，鋪覆于模型箱(1)底部的非液化土層(2)，埋壓于非液化土層(2)之上由液化土形成的液化土層(3)，由nXn矩陣排列的樁基(4)形成的樁群，聯(lián)接于樁群的樁基(4)樁頂上的承臺(5)，η為蘭5的自然數(shù)，樁基(4)樁底穿過液化土層(3)深入非液化土層(2)，且承臺(5)下端面止位于基礎(chǔ)底面，所述的樁基(4)的尺寸、間距以及排列方式均為實際樁基按比例縮小的，非液化土層(2)的厚度為實際非液化土層按與樁基(4)相同的比例縮小的，樁基(4)包括位于樁群四個角部的角樁(4.1),非液化土層(2)上端面與模型箱(I)內(nèi)側(cè)壁面交匯形成交線，樁群一側(cè)的兩個角樁(4.1)樁頂外側(cè)所在的直線與同側(cè)的交線形成斜面，同側(cè)的兩個角樁(4.1)外側(cè)形成的豎面與同側(cè)的斜面之間的夾角等于Ψ/ 4 ,爐為液化土的內(nèi)摩擦角，位于非液化土層(2)上方和基礎(chǔ)底面之間的模型箱(I) 一側(cè)的外側(cè)壁豎向中線上分別開有上部通孔、中部通孔和下部通孔，每個通孔上均安裝有觸發(fā)裝置，所述的觸發(fā)裝置是由弧形軌道(6)、滑動于弧形軌道(6)內(nèi)的錘擊球(7)、錘擊墊塊(8 )以及設(shè)于錘擊墊塊(8 ) 一側(cè)的觸發(fā)傳感器(9 )，錘擊墊塊(8 )另一側(cè)固定于弧形軌道(6 )一端，固定有錘擊墊塊(8)的弧形軌道(6) —端穿過通孔，且觸發(fā)傳感器(9)與液化土相耦合，弧形軌道(6)的另一端朝上，上部通孔的圓心到基礎(chǔ)底面的距離(Ill)等于兩個相鄰樁基(4)的中心距(a)，中部通孔的圓心位于液化土層(3)中部，下部通孔的圓心到非液化土層(2)上端面的距離(h2)等于兩個相鄰樁基(4)的中心距(a);與觸發(fā)裝置相對的另一側(cè)的模型箱(I)內(nèi)側(cè)壁上沿豎向方向分別設(shè)有與上部通孔相對的上部接收裝置，與中部通孔相對的中部接收裝置以及與下部通孔相對的下部接收裝置，所述的上部接收裝置是由LI檢波器(11)、L2檢波器(12 )、L3檢波器(13 )、L4檢波器(14 )和L5檢波器(15 )構(gòu)成的，L3檢波器(13)設(shè)于模型箱(I)內(nèi)側(cè)壁橫向中部，LI檢波器(11)和L5檢波器(15)分別設(shè)于該模型箱(I)靠近拐角的內(nèi)側(cè)壁上，L2檢波器(12)設(shè)于LI檢波器(11)與L3檢波器(13)之間的內(nèi)側(cè)壁上，L4檢波器(14)設(shè)于L3檢波器(13)和L5檢波器(15)之間的內(nèi)側(cè)壁上，LI檢波器(11)、L2檢波器(12)、L3檢波器(13)、L4檢波器(14)和L5檢波器(15)與上部通孔位于同一橫向平面內(nèi)，且上部通孔內(nèi)的觸發(fā)傳感器(9)、樁群靠近檢波器一側(cè)的其中一個角樁(4.1)與L2檢波器(12)位于同一直線上，上部通孔內(nèi)的觸發(fā)傳感器(9)、樁群靠近檢波器一側(cè)的另一個角樁(4.1)與L4檢波器(14)位于同一直線上；中部接收裝置和下部接收裝置與上部接收裝置的結(jié)構(gòu)相同；各觸發(fā)傳感器(9)以及各檢波器均連接于地震儀(10)上。
2.一種抗液化效果的評價方法，該方法使用如權(quán)利要求1所述的室內(nèi)測試樁基抗液化效果的裝置，其特征在于， A.根據(jù)實際現(xiàn)場的情況選擇液化土層(3)及非液化土層(2)的土類，模擬現(xiàn)場樁群的樁基(4)的nXn矩陣排列方式； B.上部通孔處的錘擊球(7)由弧形軌道(6)上端下滑撞擊錘擊墊塊(8)，剪切波由各檢波器進行接收，同時地震儀(10)根據(jù)觸發(fā)傳感器(9)采集到的波形信號以及各檢波器接收到的剪切波信號，獲得各傳播路線的剪切波的傳播時間h (s);測量觸發(fā)傳感器(9)至各檢波器的距離乙(m);根據(jù)公式(1-1)，求得各傳播路線的剪切波波速Vsi (m/ S)， Ks = 4(1-1) 其中i (=1，2，…，5)的不同取值分別對應(yīng)不同的傳播路線；根據(jù)公式(1-2)，求得上部通孔處的液化土層(3)的剪切波波速K (m/ S)，
全文摘要
本發(fā)明涉及樁基處理可液化地基后效果的測試領(lǐng)域，具體是一種室內(nèi)測試樁基抗液化效果的裝置及抗液化效果評價方法。室內(nèi)測試樁基抗液化效果的裝置，包括模型箱、非液化土層、液化土層、樁群、承臺、觸發(fā)傳感器、檢波器、地震儀等。本發(fā)明所述的室內(nèi)測試樁基抗液化效果的裝置結(jié)構(gòu)新穎、構(gòu)思巧妙，使用方便，采用抗液化效果的評價方法，可測試不同樁群下樁基抗液化地基加固效果，簡單、可靠、經(jīng)濟；與室內(nèi)載荷試驗相結(jié)合，可測試不同樁基設(shè)計參數(shù)的承載與變形特性，掌握更多的數(shù)據(jù)。
文檔編號E02D33/00GK103015466SQ20121056616
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者韓鵬舉, 張文博, 白曉紅 申請人:太原理工大學(xué)