CN114279854A - 一种桩筏的刚度调节装置的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种桩筏的刚度调节装置的测试方法，包括启动微机电液伺服试验机，将刚度调节装置放置于微机电液伺服试验机的第一压板的中心位置；将微机电液伺服试验机的第二压板锁定在第一压板的正上方位置，且第一压板与第二压板平行设置；将位移传感器设置于在第一压板上，位移传感器用于测量第一压板的位移；对刚度调节装置进行预加载；完成预加载后，对刚度调节装置进行测试加载；输出测试加载的数据。在刚度调节装置的测试加载之前对刚度调节装置进行预加载处理，能够使得刚度调节装置的上下断面平行，以使对刚度调节装置测试加载时，刚度调节装置各方向上的位移变化均匀，从而提高刚度调节装置的性能测试的精确度。

Description

一种桩筏的刚度调节装置的测试方法

技术领域

本发明涉及材料检测技术领域，特别涉及一种桩筏刚度调节装置的测试方法。

背景技术

桩筏基础是桩基和筏板基础的合称，是人工地基，而筏板是结构的组成部分是基础，对于有地下室的建筑经常用筏板基础，如果荷载较大，地基土的承载力不能满足承载力要求或者沉降要求，所采用的地基处理方式。检测桩筏基础的刚度调节装置竖向变形量下的刚度、竖向承载力、竖向变形量等性能，能够为设计及施工提供可靠的依据。现有技术中桩筏的刚度调节装置的测试方法，由于刚度调节装置上下断面不完全平行，对刚度调节装置加载的时候导致刚度调节装置的各方向的位移变化不均匀，从而影响刚度调节装置的性能测试的精确度。

发明内容

基于此，有必要提供一种桩筏的刚度调节装置的测试方法，以解决现有技术中由于刚度调节装置上下断面不完全平行，对刚度调节装置加载的时候导致刚度调节装置的各方向的位移变化不均匀，从而影响刚度调节装置的性能测试的精确度的技术问题。

本发明提供的一种桩筏的刚度调节装置的测试方法，包括：

启动微机电液伺服试验机，将所述刚度调节装置放置于所述微机电液伺服试验机的第一压板的中心位置；

将所述微机电液伺服试验机的第二压板锁定在所述第一压板的正上方位置，且所述第一压板与所述第二压板平行设置；

将位移传感器设置于在所述第一压板上，所述位移传感器用于测量所述第一压板的位移；

对所述刚度调节装置进行预加载；

完成预加载后，对所述刚度调节装置进行测试加载；

输出所述测试加载的数据。

进一步地，所述第一压板为矩形状，所述第一压板的中心位置为所述刚度调节装置与所述第一压板的相对的边缘的距离相等。

进一步地，所述位移传感器设置为多个，多个所述位移传感器设置在所述第一压板的外边缘。

进一步地，所述位移传感器设置为四个，四个所述位移传感器设置在所述第一压板的四个直角上。

进一步地，所述位移传感器为光栅位移传感器。

进一步地，所述将微机电液伺服试验机的第二压板锁定在所述第一压板的正上方位置还包括：

将所述第二压板与所述刚度调节装置朝向所述第二压板的侧面距离调整为1mm～3mm。

进一步地，所述对所述刚度调节装置进行预加载包括：

驱动所述第一压板朝向所述第二压板的方向靠近，以使所述刚度调节装置朝向所述第二压板的方向靠近并与所述第二压板接触；

当所述第二压板与所述刚度调节装置接触后，向所述第一压板提供朝向所述第二压板方向的作用力，以对所述刚度调节装置提供竖直方向的承载力，且匀速增加所述承载力，当所述承载力达到第一预设阈值时，开始匀速减小所述承载力至0kN。

进一步地，所述预加载循环多次。

进一步地，所述完成预加载后，对所述刚度调节装置进行测试加载包括：

在完成预加载后，将所述位移传感器的数据清零；

向所述第一压板提供朝向所述第二压板方向的作用力，以对所述刚度调节装置提供竖直方向的承载力，且匀速增加所述承载力，当所述承载力达到第二预设阈值时，停止增加所述承载力。

进一步地，所述预加载和所述测试加载的加载速率为3～6kN/s。

本发明提供的一种桩筏的刚度调节装置的测试方法，在刚度调节装置的测试加载之前对刚度调节装置进行预加载处理，第一压板和第二压板是平行设置，经过对刚度调节装置的预加载处理后，能够使得刚度调节装置的上下断面平行，以使对刚度调节装置测试加载时，刚度调节装置各方向上的位移变化均匀，从而提高刚度调节装置的性能测试的精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例中刚度调节装置的测试导出的竖向力-变形量的曲线图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中的“和/或”包括三个方案，以A和/或B为例，包括A技术方案、B技术方案，以及A和B同时满足的技术方案；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1所示，在一些实施例中，一种桩筏的刚度调节装置的测试方法，包括如下步骤：

S1：启动微机电液伺服试验机，启动电脑及试验软件，录入样品信息，选择“荷载-变形量”曲线记录模式，将刚度调节装置放置于微机电液伺服试验机的第一压板的中心位置；

S2：将微机电液伺服试验机的第二压板锁定在第一压板的正上方位置，且第一压板与第二压板平行设置；

S3：将位移传感器设置于在第一压板上，位移传感器用于测量第一压板的位移，从而测量出刚度调节装置的位移；

S4：对刚度调节装置进行预加载；

S5：完成预加载后，对刚度调节装置进行测试加载；

S6：输出测试加载的数据。

在刚度调节装置的测试加载之前对刚度调节装置进行预加载处理，第一压板和第二压板是平行设置，经过对刚度调节装置的预加载处理后，能够使得刚度调节装置的上下断面平行，以使对刚度调节装置测试加载时，刚度调节装置各方向上的位移变化均匀，从而提高刚度调节装置的性能测试的精确度。刚度调节装置的性能测试包括竖向变形量下的刚度、竖向承载力和竖向变形量等三项参数。综合测试的性能数据提供给设计单位和施工单位进行验算以指导刚度调节装置规格的选择和施工，同时能够对厂家调整刚度调节装置生产参数提供准确依据，提升设备的实际使用性能。

具体地，微机电液伺服试验机的竖向荷载3000kN～30000kN，且微机电液伺服试验机具有配套的位移数据采集设备。

具体地，第一压板为矩形状，第一压板的中心位置为刚度调节装置与第一压板的相对的边缘的距离相等。刚度调节装置与第一压板的上侧边的距离d1，刚度调节装置与第一压板的下侧边的距离为d2，d1与d2相等。刚度调节装置与第一压板的左侧边的距离d3，刚度调节装置与第一压板的右侧边的距离为d4，d3与d4相等。d1、d2、d3与d4的距离是通过钢卷尺进行测量，钢卷尺的精确≥1mm。

进一步地，第二压板为矩形状。第一压板和第二压板的形状大小相同。更进一步地，第一压板为下压板，第二压板为上压板。

在一些实施例中，位移传感器设置为多个，多个位移传感器设置在第一压板的外边缘。通过多个位移传感器在第一压板的外边缘测量出的多个位移数据，再求出多个位移数据的平均值，作为刚度调节装置在竖向荷载下的变形量代表值，能够减少测量误差。具体地，位移传感器为光栅位移传感器，该光栅位移传感器变形测量范围0～100mm，精确度≥0.01mm。

进一步地，位移传感器设置为四个，四个位移传感器设置在第一压板的四个直角上，确保位移传感器位于两条垂直相交线段的四个端点上。第一压板为矩形状，设置四个位移传感器，能够最大程度减少刚度调节装置的测量误差，从而减少刚度调节装置在竖向荷载下的变形量代表值的误差。

优选地，将微机电液伺服试验机的第二压板锁定在第一压板的正上方位置还包括将第二压板与刚度调节装置朝向第二压板的侧面距离调整为1mm～3mm。更优选地，将微机电液伺服试验机的第二压板锁定在第一压板的正上方位置还包括将第二压板与刚度调节装置朝向第二压板的侧面距离调整为2mm。

具体地，对刚度调节装置进行预加载包括：

驱动第一压板朝向第二压板的方向靠近，以使刚度调节装置朝向第二压板的方向靠近并与第二压板接触；

当第二压板与刚度调节装置接触后，向第一压板提供朝向第二压板方向的作用力，以对刚度调节装置提供竖直方向的承载力，且匀速增加承载力，当承载力达到第一预设阈值时，开始匀速减小承载力至0kN。具体地，第一预设阈值可以为50kN。更具体地，预加载的加载速率为3～6kN/s。更具体地，在实际操作中，刚度调节装置并非完全类似橡胶支座，受到过大压力后不具备恢复弹性的功能，因此设置了第一预设阈值。

进一步地，预加载循环多次。因为第一压板和第二压板是平行设置，每一次预加载的处理都能使得刚度调节装置趋向于平行，多次预加载的处理能够确保刚度调节装置的上下断面处于平行状态。

在一些实施例中，完成预加载后，对刚度调节装置进行测试加载包括：

在完成预加载后，将位移传感器的数据清零；

向第一压板提供朝向第二压板方向的作用力，以对刚度调节装置提供竖直方向的承载力，且匀速增加承载力，当承载力达到第二预设阈值时，停止增加承载力。具体地，第二预设阈值为50kN。更具体地，测试加载的加载速率为3～6kN/s。

在一些实施例中，输出测试加载的数据后，保存加载曲线和电子数据，导出电子数据进行分析计算。

S10：将4台光栅位移传感器测出的4个位移变形量求平均值L，作为刚度调节装置在竖向荷载下的变形量代表值。

S20：根据刚度调节装置竖向刚度：S＝F/L，对应竖向变形量L时承受的竖向变形量，可以根据需求求取单点竖向变形量L1的刚度值S1(电子数据上特定值介于两个变形量之间的，采用直线***法计算对应竖向荷载，进而得出指定变形量的刚度)，也可以求取一定变形量范围L1～2对应的刚度范围S1～2。

S30：在输出的测试加载数据中查找最大竖向变形量和最大竖向承载力，判断是否满足刚度调节装置对应型号的要求。

在一些实施例中，在微机电液伺服试验机的控制软件中选择“荷载-变形量”曲线记录模式，采用时时记录模式采集连续变化曲线。选择加载方式为荷载速率方式，加载速率为刚度调节装置设计竖向承载力1‰/s且不超过5kN/s，微机电液伺服试验机应能够保持匀速加载。从而解决实际操作中，竖向承载力和竖向变形量的跨度过大，无法时时反映出荷载-竖向变形量特征曲线的技术问题。

为了更好解释本发明的技术方案，请参阅以下示例：

桩基工程项目拟使用规格型号为SA/Ⅱ704745c的刚度调节装置，对应的技术指标要求如下：

1、刚度调节装置竖向变形达到30mm时对应的刚度应满足70000×(1±20％)kN/m。

2、设计最大竖向承载力≥4700kN。

3、设计最大竖向变形量≥45mm。

仪器设备：

1.1：YAJ-20000型微机电液伺服试验机，荷载量程0-20000kN，配套软件具备“荷载-变形量”曲线记录模式，试验数据能够导出excel版电子数据。

1.2：GWC050-2型光栅位移传感器，变形量量程0-52mm，变形量能够通过数据采集盒输入到YAJ-20000型微机电液伺服压验机配套软件内，形成“荷载-变形量”曲线。

1.3：5m型钢卷尺，测量精度1mm。

打开微机电液伺服试验机的电源，启动电脑及试验软件，录入样品信息，选择“荷载-变形量”曲线记录模式。将刚度调节装置放置在第一压板的中心位置，采用钢卷尺测量装置距离第一压板相对的边缘的距离应相等进行复核。

调整试验机的第二压板距离刚度调节装置的表面约2mm处，锁定第二压板位置。将4台光栅位移传感器分别装在微机电液试验机的第一压板的四个角上，确保光栅位移传感器位于两条垂直相交的线段的四个端点上，让光栅位移传感器的测头轻轻接触反力架。在微机电液伺服试验机的控制软件中选择“荷载-变形量”曲线记录模式，采用时时记录模式采集连续变化曲线。选择加载方式为荷载速率方式，加载速率为5kN/s。

预加载的第一预设阈值50kN，点击开始按钮从0kN开始匀速加载，加载至50kN后采用5kN/s速率卸载至0kN。如此往复3次循环，完成预加载过程。在预加载已完成的情形下，将光栅位移传感器的变形量全部清零，作为测试加载的位移零点，后保持加载速率5kN/s不变，直至竖向承载力和竖向变形均超过第二预设阈值时停止加载，加载过程中程序记录“荷载-变形量”曲线。本次测试当竖向荷载加载到3162.0kN时，竖向变形达到45.64mm，变形量已经满足要求，停止变形量的采集；当竖向荷载达到4738.2kN时，已超过设计竖向承载力，竖向荷载停止加载。

测试加载结束，保存加载曲线和电子数据，如图1所示，导出电子数据进行分析。针对特定变形量L＝30.000mm，介于29.777与30.296之间，采用直线***法求取30.000mm变形时竖向承载力为F＝1749.2kN，计算出刚度S30mm＝F/L＝58307kN/mm，与设计刚度70000kN/mm相对偏差为-16.7％，满足刚度±20％的设计要求。

在输出的数据中查找竖向变形量可达到45.640mm，满足≥45mm的设计要求。从电子数据列表中查找最大竖向承载力可达到4738.2kN,满足≥4700kN的设计要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种桩筏的刚度调节装置的测试方法，其特征在于，包括：

启动微机电液伺服试验机，将所述刚度调节装置放置于所述微机电液伺服试验机的第一压板的中心位置；

将所述微机电液伺服试验机的第二压板锁定在所述第一压板的正上方位置，且所述第一压板与所述第二压板平行设置；

将位移传感器设置于在所述第一压板上，所述位移传感器用于测量所述第一压板的位移；

对所述刚度调节装置进行预加载；

完成预加载后，对所述刚度调节装置进行测试加载；

输出所述测试加载的数据。

2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述第一压板为矩形状，所述第一压板的中心位置为所述刚度调节装置与所述第一压板的相对的边缘的距离相等。

3.根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于，所述位移传感器设置为多个，多个所述位移传感器设置在所述第一压板的外边缘。

4.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，所述位移传感器设置为四个，四个所述位移传感器设置在所述第一压板的四个直角上。

5.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述位移传感器为光栅位移传感器。

6.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述将微机电液伺服试验机的第二压板锁定在所述第一压板的正上方位置还包括：

将所述第二压板与所述刚度调节装置朝向所述第二压板的侧面距离调整为1mm～3mm。

7.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述对所述刚度调节装置进行预加载包括：

驱动所述第一压板朝向所述第二压板的方向靠近，以使所述刚度调节装置朝向所述第二压板的方向靠近并与所述第二压板接触；

当所述第二压板与所述刚度调节装置接触后，向所述第一压板提供朝向所述第二压板方向的作用力，以对所述刚度调节装置提供竖直方向的承载力，且匀速增加所述承载力，当所述承载力达到第一预设阈值时，开始匀速减小所述承载力至0kN。

8.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述预加载循环多次。

9.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述完成预加载后，对所述刚度调节装置进行测试加载包括：

在完成预加载后，将所述位移传感器的数据清零；

向所述第一压板提供朝向所述第二压板方向的作用力，以对所述刚度调节装置提供竖直方向的承载力，且匀速增加所述承载力，当所述承载力达到第二预设阈值时，停止增加所述承载力。

10.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述预加载和/或所述测试加载的加载速率为3～6kN/s。

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