一种水泥土膨胀率及桩侧摩阻力联合测试的装置及其方法

1.本发明属于测量、测试技术领域，尤其涉及一种水泥土膨胀率及桩侧摩阻力联合测试的装置及其方法。


背景技术：

2.近年来，开发出以高承载力、低噪音、低振动和低耗材效应为目标的新型桩基施工技术是桩基工程中迫切需要解决的问题。
3.带扩大桩靴且同步灌浆的新型低耗高效新型桩基础结构成为了新兴的研究热点，沉桩施工时，由于桩身与桩周土之间充填有流态的水泥浆，打桩施工所需克服的贯入阻力大大减小，施工完成后，桩侧水泥浆一方面可以扩大桩身有效直径，另一方面可以改善桩土接触面的特性，提高桩侧摩阻力。因此研究桩侧水泥土配比对桩承载力提升的影响具有重要意义。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种水泥土膨胀率及桩侧摩阻力联合测试的装置及其方法，该方法能够在检测水泥土膨胀率的同时，还能够对桩侧摩阻力进行测试，进而实现对水泥土配比的优化。
5.为实现上述目的，提供如下技术方案：一方面，提供一种水泥土膨胀率及桩侧摩阻力联合测试方法，其中，包括以下步骤：
6.step1：准备好尺寸合适的模型桩，将其插入底部仅能通过模型桩带孔的圆筒中，所述的圆筒配有与其尺寸相匹配的筒盖，筒盖上也有一个仅能贯通模型桩的孔；
7.step2：准备圆柱形的弹性膜，将其下端固定在圆筒的底部，向其中灌入按照一定配比的水泥土，待水泥土灌入至与圆筒高度相同则停止，记录灌入水泥土的体积；
8.step3：取圆筒的筒盖，将弹性膜的上端固定在筒盖上，随后盖上筒盖，使模型桩和弹性膜之间形成相对封闭的空间；
9.step4：向弹性膜和圆筒之间注入液体，以提供围压，通过控制不同围压来模拟模型桩在土层中受到土压力的情形，并读取达到特定围压下向圆筒内注入的液体体积；
10.step5：将模型桩在水泥土和围压的作用下静置7-28天，读取圆筒内的液体体积，根据液体体积变化的差值与初始灌入水泥土体积的比，以准确地测量出不同龄期水泥土的膨胀率；
11.step6：采用分级加载方法对模型桩进行极限桩侧摩阻力试验，利用所测得的数据画出τ-s曲线，可求出模型桩的极限桩侧摩阻力。
12.在上述技术方案中，进一步的，在step2中，所述乳胶膜具有延展性，在水泥土固结过程中，其体积膨胀后使乳胶膜向外扩张，圆筒和乳胶膜之间的液体的体积发生相应的变化。
13.在上述任一技术方案中，进一步的，在step4中，采用gds体积控制器来控制所注入
的液体所产生的围压，gds体积控制器与计算机连接，通过计算机控制围压的施加，通过不同的围压，来模拟不同土质和土层深度。
14.另一方面，提供一种水泥土膨胀率及桩侧摩阻力联合测试的装置，包括反力架，所述反力架上设置有工作台；
15.圆筒，设置于所述工作台上，所述圆筒的底部具有底盖，顶部具有顶盖，所述顶盖和底盖上开设有同轴心且内径一致的孔，顶盖合底盖上的孔用于供模型桩的两端穿过；所述圆筒的腔室内有环绕设置的弹性膜，所述弹性膜将圆筒的腔室分隔成内腔和外腔，所述内腔用于注入水泥土，外腔用于注入液体；
16.千斤顶，设置于所述反力架上，为模型桩提供压力；
17.以及gds体积控制器，用于向外腔内注入液体，并控制外腔内的液体所产生的围压。
18.在上述任一技术方案中，进一步的，所述模型桩的桩顶下方设置有位移计，用于检测模型桩竖向的位移量。
19.在上述任一技术方案中，进一步的，所述弹性膜为乳胶膜或土工膜。
20.在上述任一技术方案中，进一步的，所述圆筒有若干组，并分别并排设置于所述工作台上，所述千斤顶沿所述圆筒并排设置的方向滑动的设置于所述反力架上；
21.所述联合测试装置还包括：
22.主管，所述主管与所述gds体积控制器相连；
23.支管，具有若干个，其数量与圆筒的数量一致，且各所述支管一端与主管相连通，另一端分别连接在各圆筒上，并与圆筒的外腔相连通；
24.以及质量流量计，具有若干个，其数量与支管的数量一致，并分别用于检测经过各支管的流体的体积。
25.在上述任一技术方案中，进一步的，所述质量流量计用于检测液体从支管进入到外腔内的体积以及外腔内的液体从支管反流到主管的体积。
26.在上述任一技术方案中，进一步的，所述圆筒还包括：
27.支撑架，具有两组并上下设置于所述圆筒外侧的中间位置；
28.调节活塞杆，具有四根，其中每个支撑架上均对称设置有两根调节活塞杆，且四根调节活塞杆周向均匀的分布在圆筒的外侧，所述圆筒的外壁上开设有正对于各调节活塞杆的调节孔，各所述调节活塞杆靠近圆筒的一端分别密封滑动的设置于各调节孔上，所述调节活塞杆的一端伸入至外腔内，另一端位于支撑架上；所述调节活塞杆为中空管状结构；
29.吸盘，设置于各所述调节活塞杆上；
30.以及真空发生装置，通过气管与调节活塞杆相连，用于为吸盘提供负压吸力；
31.其中，通过调节各调节活塞杆的插入深度，以用于使各调节活塞杆上的吸盘分别抵触或抵紧在弹性膜的外壁上，对弹性膜进行限位并被固定，使其处于圆筒腔室的正中心。
32.在上述任一技术方案中，进一步的，所述圆筒还包括设置于底盖和顶盖上的防水隔层，所述弹性膜的上下两端分别位于所述底盖的防水隔层以及顶盖的防水隔层上。
33.本发明的有益效果是：
34.1.本发明提供的一种控制围压条件下水泥土膨胀率及桩侧摩阻力联合测试方法，可以精确测定模型桩的桩侧摩阻力，并且较为准确地测定水泥土的膨胀率，进而能够快速
的研究不同配比水泥土对桩承载力的影响，极大程度上减少了试验周期。
35.2.本发明所提供的模型试验，在圆筒中对模型桩施加围压，还原了管桩在实际土层中的受力状况，使得试验结果的准确性得到保证。
36.3.本发明提供室内模型试验的方法，相较于现场试验操作更为方便，成本更低。
附图说明
37.图1是本发明的结构示意图；
38.图2是本发明的平面示意图；
39.图3是本发明圆筒部分结构的内部示意图；
40.图4是本发明圆筒的内部示意图；
41.其中，10、模型桩；100、反力架；110、工作台；200、圆筒；210、底盖；220、顶盖；221、灌注口；222、检测口；230、弹性膜；240、支撑架；241、第一连杆；242、第二连杆；243、第三连杆；244、第四连杆；245、支撑杆；246、铰接座；250、调节活塞杆；260、吸盘；270、真空发生装置；280、防水隔层；300、千斤顶；310、位移计；400、gds体积控制器；500、主管；600、支管；700、质量流量计。
具体实施方式
42.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
43.在本技术的描述中，需要说明的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
44.实施例1：
45.一种水泥土膨胀率及桩侧摩阻力联合测试方法，其中，包括以下步骤：
46.step1：准备好尺寸合适的模型桩，将其插入底部仅能通过模型桩带孔的圆筒中，所述的圆筒配有与其尺寸相匹配的筒盖，筒盖上也有一个仅能贯通模型桩的孔；
47.step2：准备圆柱形的弹性膜，将其下端固定在圆筒的底部，向其中灌入按照一定配比的水泥土，待水泥土灌入至与圆筒高度相同则停止，记录灌入水泥土的体积；
48.step3：取圆筒的筒盖，将弹性膜的上端固定在筒盖上，随后盖上筒盖，使模型桩和弹性膜之间形成相对封闭的空间；
49.step4：向弹性膜和圆筒之间注入液体，以提供围压，通过控制不同围压来模拟模型桩在土层中受到土压力的情形，并读取达到特定围压下向圆筒内注入的液体体积；
50.step5：将模型桩在水泥土和围压的作用下静置7-28天，读取圆筒内的液体体积，
根据液体体积变化的差值与初始灌入水泥土体积的比，以准确地测量出不同龄期水泥土的膨胀率；
51.step6：采用分级加载方法对模型桩进行极限桩侧摩阻力试验，利用所测得的数据画出τ-s曲线，可求出模型桩的极限桩侧摩阻力。
52.优化的，在step2中，所述乳胶膜具有延展性，在水泥土固结过程中，其体积膨胀后使乳胶膜向外扩张，圆筒200和乳胶膜之间的液体的体积发生相应的变化。
53.优化的，在step4中，采用gds体积控制器400来控制所注入的液体所产生的围压，gds体积控制器400与计算机连接，通过计算机控制围压的施加，通过不同的围压，来模拟不同土质和土层深度。
54.在本技术方案中，目前有关于桩侧摩阻力测试的方法有很多，但大多数都是进行实际测量，也就是现场试验操作，因此需要耗费大量的成本，基于此，申请人提供一种能够在室内进行的模型试验方法，具体的是通过自制的一个圆筒200再配合相应的试验仪器，即可完成试验。当然了模型桩10的桩侧摩阻力测试，并不是本实施例的最终目的，而是为了研究不同配比水泥土对桩承载力的影响。
55.基于此，采用了gds体积控制器400向圆筒200内注入液体，通过液体对水泥土所产生的围压，来模拟不同土质和土层深度对水泥土的影响，通过gds体积控制器400能够精准的控制液体所产生的围压，以及所注入的液体体积，当水泥土固结后，其会发生膨胀，膨胀后，会对周围的液体进行挤压，并使液体回流，也就是使得圆筒200内的液体的量降低，通过该方法能够较为准确的测量出水泥土固结后的膨胀率，通过调配不同配比的水泥土，来进行不断试验，从而能够得到不同配比的水泥土的膨胀率，以及在千斤顶300的作用下，为模型桩10提供承载压力，进而能够得到不同配比下的水泥土与模型桩10之间的桩侧摩阻力。
56.实施例2：
57.本实施例提供了一种水泥土膨胀率及桩侧摩阻力联合测试装置，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征。
58.如图1-图4所示，在本实施例中，联合测试装置包括：反力架100，所述反力架100上设置有工作台110；
59.圆筒200，设置于所述工作台110上，所述圆筒200的底部具有底盖210，顶部具有顶盖220，所述顶盖220和底盖210上开设有同轴心且内径一致的孔，顶盖220合底盖210上的孔用于供模型桩10的两端穿过；所述圆筒200的腔室内有环绕设置的弹性膜230，所述弹性膜230为乳胶膜或土工膜，所述弹性膜230将圆筒200的腔室分隔成内腔和外腔，所述内腔用于注入水泥土，外腔用于注入液体；
60.千斤顶300，设置于所述反力架100上，为模型桩10提供压力；模型桩10的桩顶下方设置有位移计310，用于检测模型桩10竖向的位移量；
61.以及gds体积控制器400，用于向外腔内注入液体，并控制外腔内的液体所产生的围压。
62.在本技术方案中，基于实施例1中的测试方法，申请人提供了一种自制的测试装置，具体的，包括反力架100、圆筒200、千斤顶300以及gds体积控制器400，通过反力架100为圆筒200提供实验平台，通过千斤顶300为模型桩10提供压力，对于gds体积控制器400则是为圆筒200内的水泥土提供围压。
63.实施例3：
64.本实施例提供了一种水泥土膨胀率及桩侧摩阻力联合测试装置，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征。
65.如图1-图4所示，在本实施例中，所述圆筒200有若干组，并分别并排设置于所述工作台110上，所述千斤顶300沿所述圆筒200并排设置的方向滑动的设置于所述反力架100上；
66.所述联合测试装置还包括：
67.主管500，所述主管500与所述gds体积控制器400相连；
68.支管600，具有若干个，其数量与圆筒200的数量一致，且各所述支管600一端与主管500相连通，另一端分别连接在各圆筒200上，并与圆筒200的外腔相连通；
69.以及质量流量计700，具有若干个，其数量与支管600的数量一致，并分别用于检测经过各支管600的流体的体积，具体的，所述质量流量计700用于检测液体从支管600进入到外腔内的体积以及外腔内的液体从支管600反流到主管500的体积。
70.在本技术方案中，由于本联合测试装置主要是用于研究不同配比水泥土对桩承载力的影响。因此，为实现能同时进行多组试验，以减少试验周期的同时，还能对环境因素进行控制，提高试验精确性，在反力架100上设置有多个圆筒200，通过多个圆筒200能够实现多组试验，当然了，为减少试验仪器，即减少gds体积控制器400的数量，为此还设置有主管500、支管600，gds体积控制器400采用一台，其与主管500相连，主管500则与各支管600相连，支管600则与各圆筒200相连，在向圆筒200的外腔注入液体时，可通过gds体积控制器400控制注入各圆筒200内的液体的压力，在达到预设的压力阈值后，gds控制器停止注入液体，随后即进行静置，在一周左右的时间后，当水泥土固结后，会发生膨胀，因gds体积控制器400输入的压力值固定，因此各圆筒200的外腔内的液体会被挤压并从支管600流向主管500，即gds体积控制器400回流，由于各圆筒200内的水泥土的配比均不同，因此其膨胀率也不相同，因主管500、支管600以及圆筒200外腔之间的压力相同，因此有些圆筒200内回流的液体会偏多，有些圆筒200内回流的液体会偏少，但对于gds体积控制器400而言，只能是显示各圆筒200外腔内的液体的总的体积，因此申请人还单独设置有质量流量计700，通过将质量流量计700设置在支管600上，能够检测出进入到支管600内的液体的体积，以及从支管600流出的液体的体积，通过各质量流量计700检测的液体的体积将其与gds体积控制器400上显示的液体的体积，经过比较分析后，能够准确的计算出不同配比的水泥土的膨胀率，紧接着在千斤顶300的作用下，测量出压力数据，利用所测得的数据画出q-s曲线，可求出模型桩10的极限承载力和桩侧摩阻力。
71.实施例4：
72.本实施例提供了一种水泥土膨胀率及桩侧摩阻力联合测试装置，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征。
73.如图3和图4所示，在本实施例中，所述圆筒200还包括：
74.支撑架240，具有两组并上下设置于所述圆筒200外侧的中间位置；
75.调节活塞杆250，具有四根，其中每个支撑架240上均对称设置有两根调节活塞杆250，且四根调节活塞杆250周向均匀的分布在圆筒200的外侧，所述圆筒200的外壁上开设有正对于各调节活塞杆250的调节孔，各所述调节活塞杆250靠近圆筒200的一端分别密封
滑动的设置于各调节孔上，所述调节活塞杆250的一端伸入至外腔内，另一端位于支撑架240上；所述调节活塞杆250为中空管状结构；
76.吸盘260，设置于各所述调节活塞杆250上；
77.以及真空发生装置270，通过气管与调节活塞杆250相连，用于为吸盘260提供负压吸力；
78.其中，通过调节各调节活塞杆250的插入深度，以用于使各调节活塞杆250上的吸盘260分别抵触或抵紧在弹性膜230的外壁上，对弹性膜230进行限位并被固定，使其处于圆筒200腔室的正中心。
79.在本技术方案中，关于弹性膜230而言，其主要是用于承载水泥土，在水泥土固结后，使水泥土能够呈柱的结构包裹模型桩10。为能够使的水泥土不偏移的包裹模型桩10，即在水泥土固结后，模型桩10位于水泥土的正中间位置，为此还设置有用于校准弹性膜230位置的校准结构。
80.校准结构主要由支撑架240、调节活塞杆250、吸盘260以及真空发生装置270组成，具体操作如下，操作者，先将模型桩10嵌入在圆筒200上，然后将环状的弹性膜230套在模型桩10的外侧，紧接着，通过按压圆筒200外侧的调节活塞杆250，使得调节活塞杆250向内移动，与此同时，其他调节活塞杆250也同步进行，且每个调节活塞杆250插入的深度需一致，直至各调节活塞杆250上的吸盘260均抵在弹性膜230的外壁上，随后真空发生装置270进行工作，使吸盘260产生负压吸力，将弹性膜230吸紧，使得弹性膜230处于中心位置。
81.如图3和图4所示，为实现支撑架240上的调节活塞杆250能同时向外移动或向内移动，在方便调节的同时，还能够实现弹性膜230不会单侧的向其中一个方向移动，为此，支撑架240由依次铰接的第一连杆241、第二连杆242、第三连杆243以及第四连杆244组成，第一连杆241和第四连杆244铰接，组成呈四边形的框结构；支撑架240还包括两根支撑杆245以及四个铰接座246，第一连杆241、第二连杆242、第三连杆243、第四连杆244，均设置在铰接座246上，两支撑杆245分别滑动穿过第一连杆241、第四连杆244之间的铰接座246，以及第二连杆242、第三连杆243之间的铰接座246后，固定在圆筒200的外壁上，两调节活塞杆250的端部则固定在第三连杆243、第四连杆244之间的铰接座246，第一连杆241、第二连杆242之间的铰接座246上，在按压其中一个调节活塞杆250移动时，另一个调节活塞杆250也同步移动。
82.在四根调节活塞杆250的位置均调整到设定的合适位置，以及吸盘260将弹性膜230吸紧后，使得弹性膜230呈现出被向外张拉的状态，如此之后，弹性膜230不会轻易的出现偏移，即使在向弹性膜230与模型桩10内灌注水泥土的过程中，弹性膜230的位置不容易发生偏移，进而使得水泥土能够均匀的灌注在模型桩10的外侧。
83.关于将调节活塞杆250活动设置，且不将其锁死的另一个主要因素是，对其并无约束，在水泥土固结后，其会发生膨胀，并向外挤压弹性膜230，因调节活塞杆250并不是固定的，因此弹性膜230能够推动调节活塞杆250移动，不至于弹性膜230与调节活塞杆250接触的位置因无法膨胀导致最终影响了水泥土膨胀的试验数据。
84.在本实施例中，优化的，所述圆筒200还包括设置于底盖210和顶盖220上的防水隔层280，所述弹性膜230的上下两端分别位于所述底盖210的防水隔层280以及顶盖220的防水隔层280上。
85.关于在向弹性膜230和模型桩10之间灌注水泥土的过程中，为起到密封的作用，为此在圆筒200的底盖210上还设置有防水隔层280。
86.在试验过程中，对灌注的水泥土的体积参数是需要严格控制的，为能够使水泥土能填满整个内腔，为此在顶盖220上开设有灌注口221以及检测口222，操作方法如下，先将顶盖220打开，在向内腔内注入合适量的水泥土后(未填满整个内腔)，再盖上顶盖220，然后通过灌注口221向圆筒200内继续灌注水泥土，待水泥土向检测口222有溢出的时候，停止灌注，随后，将灌注口221和检测口222封闭。
87.如图3所示，关于在顶盖220上也设置防水隔层280，一方面是避免水泥土固结后与顶盖220固定在一起，导致后续难以将水泥土取出，以及难以清理；另一方面则是通过防水隔层280，能够使弹性膜230上端的位置被密封，避免水泥土通过缝隙外流。为此顶盖220上也设置有防水隔层280，顶盖220上的防水隔层280可通过筒状结构的塑料卡扣进行固定，具体的，塑料卡扣呈圆筒200状，其下端大，上端小，上端嵌入到灌注口或检测口上，下端则用于卡紧防水隔层280。
88.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征是可以相互组合的，本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。

技术特征：
1.一种水泥土膨胀率及桩侧摩阻力联合测试方法，其特征在于，包括以下步骤：step1：准备好尺寸合适的模型桩，将其插入底部仅能通过模型桩带孔的圆筒中，所述的圆筒配有与其尺寸相匹配的筒盖，筒盖上也有一个仅能贯通模型桩的孔；step2：准备圆柱形的弹性膜，将其下端固定在圆筒的底部，向其中灌入按照一定配比的水泥土，待水泥土灌入至与圆筒高度相同则停止，记录灌入水泥土的体积；step3：取圆筒的筒盖，将弹性膜的上端固定在筒盖上，随后盖上筒盖，使模型桩和弹性膜之间形成相对封闭的空间；step4：向弹性膜和圆筒之间注入液体，以提供围压，通过控制不同围压来模拟模型桩在土层中受到土压力的情形，并读取达到特定围压下向圆筒内注入的液体体积；step5：将模型桩在水泥土和围压的作用下静置7-28天，读取圆筒内的液体体积，根据液体体积变化的差值与初始灌入水泥土体积的比，以准确地测量出不同龄期水泥土的膨胀率；step6：采用分级加载方法对模型桩进行极限桩侧摩阻力试验，利用所测得的数据画出τ-s曲线，可求出模型桩的极限桩侧摩阻力。2.根据权利要求1所述的一种水泥土膨胀率及桩侧摩阻力联合测试方法，其特征在于，在step2中，所述弹性膜具有延展性，在水泥土固结过程中，其体积膨胀后使弹性膜向外扩张，圆筒和弹性膜之间的液体的体积发生相应的变化。3.根据权利要求1所述的一种水泥土膨胀率及桩侧摩阻力联合测试方法，其特征在于，在step4中，采用gds体积控制器来控制所注入的液体所产生的围压，gds体积控制器与计算机连接，通过计算机控制围压的施加，通过不同的围压，来模拟不同土质和土层深度所对应的周围土压力。4.一种水泥土膨胀率及桩侧摩阻力联合测试装置，其特征在于，包括：反力架(100)，所述反力架(100)上设置有工作台(110)；圆筒(200)，设置于所述工作台(110)上，所述圆筒(200)的底部具有底盖(210)，顶部具有顶盖(220)，所述顶盖(220)和底盖(210)上开设有同轴心且内径一致的孔，顶盖(220)和底盖(210)上的孔用于供模型桩(10)的两端穿过；所述圆筒(200)的腔室内有环绕设置的弹性膜(230)，所述弹性膜(230)将圆筒(200)的腔室分隔成内腔和外腔，所述内腔用于注入水泥土，外腔用于注入液体；千斤顶(300)，设置于所述反力架(100)上，为模型桩(10)提供压力；以及gds体积控制器(400)，用于向外腔内注入液体，并控制外腔内的液体所产生的围压。5.根据权利要求4所述的一种水泥土膨胀率及桩侧摩阻力联合测试装置，其特征在于，所述模型桩(10)的桩顶下方设置有位移计(310)，用于检测模型桩(10)竖向的位移量。6.根据权利要求4所述的一种水泥土膨胀率及桩侧摩阻力联合测试装置，其特征在于，所述弹性膜(230)为乳胶膜或土工膜。7.根据权利要求4所述的一种水泥土膨胀率及桩侧摩阻力联合测试装置，其特征在于，所述圆筒(200)有若干组，用于同时测量不同配比水泥土对桩侧摩阻力的影响，分别并排设置于所述工作台(110)上，所述千斤顶(300)沿所述圆筒(200)并排设置的方向滑动的设置于所述反力架(100)上；
所述联合测试装置还包括：主管(500)，所述主管(500)与所述gds体积控制器(400)相连；支管(600)，具有若干个，其数量与圆筒(200)的数量一致，且各所述支管(600)一端与主管(500)相连通，另一端分别连接在各圆筒(200)上，并与圆筒(200)的外腔相连通；以及质量流量计(700)，具有若干个，其数量与支管(600)的数量一致，并分别用于检测经过各支管(600)的流体的体积。8.根据权利要求4所述的一种水泥土膨胀率及桩侧摩阻力联合测试装置，其特征在于，所述质量流量计(700)用于检测液体从支管(600)进入到外腔内的体积以及外腔内的液体从支管(600)反流到主管(500)的体积。9.根据权利要求4-8任一项所述的一种水泥土膨胀率及桩侧摩阻力联合测试装置，其特征在于，所述圆筒(200)还包括：支撑架(240)，具有两组并上下设置于所述圆筒(200)外侧的中间位置；调节活塞杆(250)，具有四根，其中每个支撑架(240)上均对称设置有两根调节活塞杆(250)，且四根调节活塞杆(250)周向均匀的分布在圆筒(200)的外侧，所述圆筒(200)的外壁上开设有正对于各调节活塞杆(250)的调节孔，各所述调节活塞杆(250)靠近圆筒(200)的一端分别密封滑动的设置于各调节孔上，所述调节活塞杆(250)的一端伸入至外腔内，另一端位于支撑架(240)上；所述调节活塞杆(250)为中空管状结构；吸盘(260)，设置于各所述调节活塞杆(250)上；以及真空发生装置(270)，通过气管与调节活塞杆(250)相连，用于为吸盘(260)提供负压吸力；其中，通过调节各调节活塞杆(250)的插入深度，以用于使各调节活塞杆(250)上的吸盘(260)分别抵触或抵紧在弹性膜(230)的外壁上，对弹性膜(230)进行限位并被固定，使其处于圆筒(200)腔室的正中心。10.根据权利要求9所述的一种水泥土膨胀率及桩侧摩阻力联合测试装置，其特征在于，所述圆筒(200)还包括设置于底盖(210)和顶盖(220)上的防水隔层(280)，所述弹性膜(230)的上下两端分别位于所述底盖(210)的防水隔层(280)以及顶盖(220)的防水隔层(280)上。

技术总结
本发明属于测量、测试技术领域，尤其涉及一种水泥土膨胀率及桩侧摩阻力联合测试的装置及其方法。该方法，包括以下步骤：1：准备好尺寸合适的模型桩，将其插入圆筒中；2：准备圆柱形的弹性膜，将其固定在圆筒的底部，向其中灌入按照一定配比的水泥土；3：盖上筒盖，使模型桩和弹性膜之间形成相对封闭的空间；4：向弹性膜和圆筒之间注入液体，以提供围压；5：静置7-28天，测量出水泥土的膨胀率；6：对模型桩进行桩极限侧摩阻力试验，利用所测得的数据画出τ-S曲线，求出模型桩在不同围压及水泥土龄期条件下的桩侧摩阻力。该方法可以精确测定模型桩的桩侧摩阻力，并且可测定水泥土的膨胀率，进而能够快速的研究不同配比水泥土对桩承载力的影响。力的影响。力的影响。


技术研发人员：吴君涛 叶启扬 耿少寒 王奎华 闻敏杰
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2023.03.10
技术公布日：2023/7/19