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1、10申请公布号CN104294860A43申请公布日20150121CN104294860A21申请号201410502156X22申请日20140926E02D33/0020060171申请人福州大学地址350108福建省福州市闽侯县上街镇大学城学园路2号福州大学新区72发明人庄一舟陈云王胜智陈斌74专利代理机构福州元创专利商标代理有限公司35100代理人蔡学俊54发明名称桩土相互作用振动台试验中PY曲线测量装置57摘要本发明涉及一种桩土相互作用振动台试验中PY曲线测量装置，包括预埋在模型箱内的试验土体中的承载桩身，所述模型箱设置在振动台上，所述承载桩身各测试截面处连接有垂直于其轴线的光圆钢。
2、筋，所述承载桩身与光圆钢筋的连接处设置有土压力计，所述光圆钢筋另一端贯穿模型箱侧壁后垂直连接有表面平整的玻璃片，所述承载桩身旁侧的试验土体中对应设置有与光圆钢筋同一高度以测量试验土体加速度的加速度计，所述模型箱旁侧设置有与承载桩身相平行的固定架，所述固定架上设置有若干个出射激光与对应玻璃片相垂直以测量承载桩身位移的激光位移计。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页10申请公布号CN104294860ACN104294860A1/1页21一种桩土相互作用振动台试验中PY曲线测量装置，包括预埋在模型箱内的试验土。
3、体中的承载桩身，其特征在于所述模型箱设置在振动台上，所述承载桩身各测试截面处连接有垂直于其轴线的光圆钢筋，所述承载桩身与光圆钢筋的连接处设置有土压力计，所述光圆钢筋另一端贯穿模型箱侧壁后垂直连接有表面平整的玻璃片，所述承载桩身旁侧的试验土体中对应设置有与光圆钢筋同一高度以测量试验土体加速度的加速度计，所述模型箱旁侧设置有与承载桩身相平行的固定架，所述固定架上设置有若干个出射激光与对应玻璃片相垂直以测量承载桩身位移的激光位移计。2根据权利要求1所述的桩土相互作用振动台试验中PY曲线测量装置其特征在于所述光圆钢筋外套有PVC管组件。3根据权利要求2所述的桩土相互作用振动台试验中PY曲线测量装置，其。
4、特征在于所述PVC管组件包括套设在光圆钢筋的PVC管A，所述PVC管A一端与承载桩身垂直连接，另一端与PVC管B一端滑动套接，所述PVC管B另一端贯穿模型箱侧壁。4根据权利要求3所述的桩土相互作用振动台试验中PY曲线测量装置，其特征在于所述PVC管A外径略小于PVC管B内径，所述PVC管A套设在PVC管B管壁内，所述PVC管A与PVC管B连接部涂抹有用以润滑的黄油润滑剂。5根据权利要求1所述的桩土相互作用振动台试验中PY曲线测量装置，其特征在于所述激光位移计、加速度计、光圆钢筋和承载桩身测试截面位于同一水平面。权利要求书CN104294860A1/3页3桩土相互作用振动台试验中PY曲线测量装置。
5、技术领域0001本发明涉及一种桩土相互作用振动台试验中PY曲线测量装置，属于桩土相互作用领域。背景技术0002桩基是一种有长久历史，使用广泛的基础形式。在高层建筑、海上平台和桥梁等结构基础建设中人们经常使用桩基。因此非线性的桩土相互作用的研究越来越受到人们的重视。人们通过三种方式对桩土动力相互作用进行研究。第一种，基于现场原型试验的研究。现场原型试验比较可靠，但成本过高，有地域性限制，而且地震等水平作用有一定的偶然性；第二种，基于有限元模拟的研究。有限元模拟重复性好，条件易于控制，但是土的本构条件和桩土接触界面的模拟一直是个难题；第三种，基于室内振动台试验的研究。室内振动台试验成本较低，与实际。
6、情况较为吻合，可以研究不同因素的影响，减少时间、人力、物力和财力的限制，可以作为分析研究的很好的手段。0003水平承载桩的桩土相互作用理论有多种计算理论。其中最具代表性的理论是PY曲线法。这种方法综合考虑了桩周土的非线性、外荷作用和桩身变形等性质，成为计算水平承载桩的桩土相互作用的重要方法。0004常规的动力PY曲线测量技术通过测量桩身应变得到桩身弯矩，再通过桩身弯矩得到桩侧土压力P和桩身挠度Y，最后画出动力PY曲线图。求解土压力P和桩身挠度Y有不同的方法。直接差分法。对相邻的实测弯矩值采用三点差分公式直接进行计算。由于测点的间距较大，相邻测点弯矩值也相差较大，造成结果误差很大。光滑处理后的差。
7、分法。先对实测弯矩进行光滑处理，然后再根据其处理结果采用差分法。这类做法虽然比前一方法大大提高了精度，但误差依然偏大。多项式插值法。多项式插值法是采用最小二乘法对桩身离散点的实测弯矩进行多项式拟合，然后再进行求解。一般认为采用5次至7次多项式才能较好拟合试验结果。0005然而，这些方法无法考虑到桩体抗弯刚度、桩截面形状、桩顶约束边界条件等实际情况的影响，理论基础不强，而且试验数据通过积分和求导得到PY曲线，桩身挠度Y和土压力P对所测数据有较大的敏感性，对试验数据有较高的精度要求，计算得到结果很难符合实际。发明内容0006本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种桩土相互作用振动台试验中PY曲线。
8、测量装置。0007本发明解决技术问题所采用的方案是，一种桩土相互作用振动台试验中PY曲线测量装置，包括预埋在模型箱内的试验土体中的承载桩身，所述模型箱设置在振动台上，所述承载桩身各测试截面处连接有垂直于其轴线的光圆钢筋，所述承载桩身与光圆钢筋的连接处设置有土压力计，所述光圆钢筋另一端贯穿模型箱侧壁后垂直连接有表面平整的玻璃说明书CN104294860A2/3页4片，所述承载桩身旁侧的试验土体中对应设置有与光圆钢筋同一高度以测量试验土体加速度的加速度计，所述模型箱旁侧设置有与承载桩身相平行的固定架，所述固定架上设置有若干个出射激光与对应玻璃片相垂直以测量承载桩身位移的激光位移计。0008进一步的。
9、，所述光圆钢筋外套有PVC管组件。0009进一步的，所述PVC管组件包括套设在光圆钢筋的PVC管A，所述PVC管A一端与承载桩身垂直连接，另一端与PVC管B一端滑动套接，所述PVC管B另一端贯穿模型箱侧壁。0010进一步的，所述PVC管A外径略小于PVC管B内径，所述PVC管A套设在PVC管B管壁内，所述PVC管A与PVC管B连接部涂抹有用以润滑的黄油润滑剂。0011进一步的，所述激光位移计、加速度计、光圆钢筋和承载桩身测试截面位于同一水平面。0012与现有技术相比，本发明有以下有益效果光圆钢筋内套于PVC管与同一水平面上的位移计连接，能最大程度的排除土体对测量结果的干扰。同时较大PVC管与较。
10、小PVC管之间用黄油润滑剂润滑，排除了对桩身位移的影响。光圆钢筋与位移计通过表面平整的玻璃片连接，便于测量。由此技术得到的桩侧位移可以考虑到桩体抗弯刚度弯矩、桩截面形状、桩顶约束边界条件等因素的影响，避免边界取值的困难，更加接近实际情况。附图说明0013下面结合附图对本发明专利进一步说明。0014图1为本装置的结构示意图；图2为本装置的测得的PY曲线图。0015图中1试验土体；2承载桩身；3PVC管A；4黄油润滑剂；5光圆钢筋；6PVC管B；7玻璃片；8激光位移计；9土压力计；10固定架；11振动台；12加速度计。具体实施方式0016下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。0017如图1。
11、所示，一种桩土相互作用振动台试验中PY曲线测量装置，包括预埋在模型箱内的试验土体1中的承载桩身2，所述模型箱设置在振动台11上，所述承载桩身2各测试截面处连接有垂直于其轴线的光圆钢筋5，所述承载桩身2与光圆钢筋5的连接处设置有土压力计9，所述光圆钢筋5另一端贯穿模型箱侧壁后垂直连接有表面平整的玻璃片7，所述承载桩身2旁侧的试验土体1中对应设置有与光圆钢筋5同一高度以测量试验土体1加速度的加速度计12，所述模型箱旁侧设置有与承载桩身2相平行的固定架10，所述固定架10上设置有若干个出射激光与对应玻璃片7相垂直以测量承载桩身2位移的激光位移计8。0018在本实施例中，所述的承载桩身2截面、土压力计。
12、9表面和光圆钢筋5端头应先用打磨机打磨，从而提高测量精度。0019在本实施例中，为了防止土体运动干扰位移测量，所述光圆钢筋5外套有PVC管组件。0020在本实施例中，所述PVC管组件包括套设在光圆钢筋5的PVC管A3，所述PVC管A3一端与承载桩身2垂直连接，另一端与PVC管B6一端滑动套接，所述PVC管B6另一端贯穿模型箱侧壁。说明书CN104294860A3/3页50021在本实施例中，所述PVC管A3外径略小于PVC管B6内径，所述PVC管A3套设在PVC管B6管壁内，所述PVC管A3与PVC管B6连接部涂抹有用以润滑的黄油润滑剂4。0022在本实施例中，为了取得准确的测试数据，所述激光。
13、位移计8、加速度计12、光圆钢筋5和承载桩身2测试截面位于同一水平面。0023具体实施过程（1）根据试验要求，确定模型箱和承载桩身2之间的距离，根据模型箱和承载桩身2之间的距离得到光圆钢筋5和PVC管组的长度，光圆钢筋5和PVC管组的长度应稍大于模型箱和承载桩身2之间的距离510CM，光圆钢筋5应比PVC管组略长23CM，直径约为10MM；（2）根据试验要求，确定桩的直径，根据桩的直径确定PVC管A3的直径，一般大于桩直径1/4,小于桩直径1/2，PVC管A3直径应比PVC管B6直径小12CM，长度约为20CM；（3）用打磨机将承载桩身2测试点截面、土压力计9表面和横向光圆钢筋5端头打磨平整；。
14、（4）用玻璃胶将横向光圆钢筋5端头和土压力计9与承载桩身2固接，在PVC管B内壁和较小PVC管A外壁涂抹黄油润滑剂并将两管连接，最后外套于光圆钢筋并与承载桩身2固接；（5）待PVC管和光圆钢筋与承载桩身2固接完全后，在光圆钢筋5外端粘接玻璃片7,同时在模型箱旁侧搭设固定架10，在同一高度处放置激光位移计8测量该点处的位移；（6）向模型箱内填充试验土体1；（7）进行试验数据采集法测量振动台11台面的位移；（8）在与光圆钢筋5相同高度处，布置加速度计12，加速度计12布置位置离承载桩身2的距离要大于6倍桩径；（9）用MATLAB编写计算土的动位移反应的程序；（10）测的台面的位移时程、承载桩身2的位移时程以及试验土体1的位移时程、计算得到桩相对土的位移；（11）测得的土压力以及计算得到的桩相对土的位移得到PY曲线，如图2所示。0024上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。说明书CN104294860A1/1页6图1图2说明书附图CN104294860A。