板桩码头受力特性试验.docx

试验二 板桩码头受力特性试验1 试验目的板桩码头实验模型采用几何比尺10:1，由板桩墙、钢导梁、拉杆、锚碇结构、帽梁等组成。板桩码头受力特性试验主要是通过试验了解有锚板桩码头的结构组成，了解有锚板桩墙后土压力的分布规律、板桩墙在外荷载作用下的变形规律及板桩墙的内力变化规律，了解在外荷载作用前后锚杆轴力的变化情况。2 试验内容1.水平力作用前后板桩墙的变形测试；2.水平力作用前后板桩墙后土压力的测试；3.水平力作用前后锚杆拉力的测试；4.水平力作用下板桩墙的内力测试。3 试验设备板桩码头模型、振弦式应变计、振弦式钢筋测力计、振弦式土压力计、位移计、水平加压系统、采点箱及振弦频率仪、计算机以及其他配套设备仪器等。4 试验原理单锚板桩在水平力的作用下，由于板桩墙上的锚定结构，使板桩墙上端受到约束不能自由移动，在上端形成一个铰接支承，下端由于入土深度的不同产生不同的工作状态。 第一种工作状态：板桩入土不深，在墙后主动土压力作用下，板桩产生弯曲变形，并围绕板桩上端支承点转动。板桩中只有一个方向的弯矩且数值最大，入土部分位移较大，所需板桩长度最短，但断面最大。 属于自由支承情况，按底端自由支承的弹性线法计算。第二种工作状态：其入土情况和受力情况介于第一种工作状态和第三种工作状态之间 。第三种工作状态：随着板桩人土深度增加，入土部分出现与跨中相反方向的弯矩，板桩弹性嵌固于地基中。此时板桩断面较小，入土部分位移小，板桩墙稳定性较好。按底端嵌固支承的弹性线法或竖向弹性地基梁法计算。第四种工作状态：与第三种工作状态类似，但入土深度更大，固端弯矩大于跨中弯矩，稳定性有富余。但对减少墙体跨中弯矩非常有限，一般无必要。作用于板桩墙上主动土压力分布可归为两种：一种是以顶端位移为主，板桩墙后主动土压力与刚性墙相同呈三角形分布；另一种以弯曲变形为主，墙后主动土压力为“Ｒ”形分布。板桩墙属于柔性薄壁结构，在土压力等侧向荷载作用下，其轴线将发生挠曲变形，呈复杂的曲线形状。5 实验步骤1、阅读和掌握实验目的、实验要求以及实验内容。2、了解高桩码头结构组成、传力机制、纵横梁受力特性，熟悉掌握实验原理与操作方法。3、在板桩墙前泥面以上沿高程方向一定的间距安装百分表、粘贴振弦式应变计。4、用引线将振弦式应变计、钢筋计、土压力计与采点箱相连，并与计算机相连。5、将千斤顶及反力计按试设计施加水平荷载的位置安装，并将反力计与频率仪相连接。6、开启振弦频率仪、计算机电源，打开振弦频率仪的联机软件，并调零百分表。7、按功能键，选菜单，进入100点自动扫描测量状态，按RET键，开始测量。8、测量完毕，按键，选菜单，向计算机送数状态，开始向计算机送入数据。9、打开软件菜单，接收数据，起始点选择000，终止点选择039，并确定后存盘。10、用单点频率仪读取振弦式反力计的初始频率值。11、施加水平荷载Hi。12、读取加荷后振弦式反力计的频率值。13、重复7～9步骤。14、读取百分表的读数并记录。15、卸荷。16、重复7～15步骤，直至设计荷载试验完毕。6 实验数据记录及处理6.1 水平力荷载表1 水平力荷载计算表反力计编号第一次加载第二次加载加载前f(Hz)加载后f(Hz)加载前f(Hz)加载后f(Hz)红线1763.91747.61763.81739.7蓝线1796.11797.41796.01797.7黑线1756.91756.11756.81755.7均值1772.31767.01772.21764.4频率平方差-18640.5-27703.1加载水平力(KN)7.310.86.2 板桩墙位移表 2 水平力作用下板桩墙位移计算表位移计位置(mm)编号第一次加载(7.3KN)第二次加载(10.8KN)加载前位移计读数(mm)加载后位移计读数(mm)板桩墙位移(mm)加载前位移计读数(mm)加载后位移计读数(mm)板桩墙位移(mm)32000.3790.157-0.2220.3750.115-0.2651016.8016.649-0.1526.7996.619-0.1870024.2984.232-0.0664.2984.217-06060.571-0.0350.6080.561-0.047108040.3020.300-0.0020.3040.296-0.008127051.4851.4930.0081.4891.4920.003146060.3150.3240.0090.3180.32302.836-2.8290.007-2.834-2.8290.005 根据两次加载后的板桩墙位移变化分别绘制板桩墙位移图如图1a、图1b。 图1a 第一次加载板桩墙位移图 图1b 第二次加载板桩墙位移图6.3 板桩墙后土压力表3 第一次加载前后板桩墙后土压