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专利号: 2020100424911
申请人: 中国地质大学(武汉)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种碎石土成微型桩钻孔变形特征研究试验装置,其特征在于,包括模型框架、模拟水头装置和钻进平台,所述模型框架包括模型框架前侧板、模型框架后侧板和模型框架底板,所述模拟水头装置包括第一箱体和第二箱体,所述第一箱体包括第一箱体右侧板,所述第二箱体包括第二箱体左侧板,所述模型框架前侧板、第一箱体右侧板、模型框架后侧板、第二箱体左侧板、模型框架底板围成一个矩形半封闭的腔室,所述第一箱体和第二箱体均与腔室连通,所述腔室内填充碎石土相似材料,所述碎石土相似材料内埋设传感器组,所述钻进平台上设置钻机,所述钻机对碎石土相似材料进行钻进以形成微型桩孔,所述传感器组监测钻孔过程中碎石土相似材料的变化;所述传感器组包括土压力盒、应变片、深部位移传感器、孔隙水压力计、含水率传感器和沉降监测传感器,所述土压力盒监测钻孔过程中碎石土相似材料的应力变化,所述应变片监测钻孔过程中碎石土相似材料的应变变化,所述深部位移传感器监测钻孔过程中孔周土体的三维位移,所述孔隙水压力计监测碎石土相似材料的孔隙水压力变化,所述含水率传感器监测碎石土相似材料的含水率变化,所述沉降监测传感器监测碎石土相似材料的沉降、隆起;所述碎石土相似材料由以下质量百分比的原料构成:粒度<0.005mm的黏土6.45%、粒度为0.005-0.075mm的粉土0.75%、粒度为0.1-

0.2mm的石英砂4.1%、粒度为0.2-0.5mm的石英砂13.9%、粒度为0.5-1mm的石英砂12.3%、粒度为1-2mm的石英砂12.3%、粒度为2-5mm的碎砾石8.2%、粒度为5-8mm的碎砾石14%、粒度为8-20mm的碎砾石14%、粒度为20-40mm的碎砾石14%。

2.根据权利要求1所述的碎石土成微型桩钻孔变形特征研究试验装置,其特征在于,所述第一箱体还包括第一箱体左侧板,所述第一箱体左侧板上开设进水管口和若干高水头管口,所述进水管口连接进水管,所述高水头管口连接高水头管,所述第二箱体右侧板上开设若干低水头管口,所述低水头管口连接低水头管。

3.根据权利要求2所述的碎石土成微型桩钻孔变形特征研究试验装置,其特征在于,所述低水头管口的设置高度低于高水头管口的设置高度。

4.根据权利要求1所述的碎石土成微型桩钻孔变形特征研究试验装置,其特征在于,所述第一箱体右侧板上开设若干第一毛细孔。

5.根据权利要求1所述的碎石土成微型桩钻孔变形特征研究试验装置,其特征在于,所述第二箱体左侧板上开设若干第二毛细孔。

6.根据权利要求1所述的碎石土成微型桩钻孔变形特征研究试验装置,其特征在于,所述第一箱体还包括第一箱体前侧板、第一箱体后侧板和第一箱体底板,所述第一箱体前侧板的右端面与模型框架前侧板的左端面一体连接,所述第一箱体后侧板的右端面与模型框架后侧板的左端面一体连接,所述第一箱体底板的右端面与模型框架底板的左端面一体连接。

7.根据权利要求1所述的碎石土成微型桩钻孔变形特征研究试验装置,其特征在于,所述第二箱体还包括第二箱体前侧板、第二箱体后侧板和第二箱体底板,所述第二箱体前侧板的左端面与模型框架前侧板的右端面一体连接,所述第二箱体后侧板的左端面与模型框架后侧板的右端面一体连接,所述第二箱体底板的左端面与模型框架底板的右端面一体连接。

8.利用权利要求2所述碎石土成微型桩钻孔变形特征研究试验装置进行测试的方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1,使用碎石土相似材料分层压实充填腔室,充填过程中按照预先设置的微型桩孔的孔径、孔位和孔深沿孔周布设传感器组;

S2,利用进水管进水,模拟渗流过程;

S3,移动钻机至预先设置的孔位的上方,启动钻机开始钻孔;

S4,形成微型桩孔后,停止钻进,采集传感器组监测到的钻孔过程中碎石土相似材料的变化,所述钻孔过程中碎石土相似材料的变化用以表征微型桩孔的变形特征。