本发明提供一种研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验系统及方法，包括模型制作系统、模型加载系统和监测系统，所述模型制作系统包括用于填筑软岩相似材料与嵌岩桩相似材料的模型箱、嵌在所述软岩相似材料当中以形成预留嵌岩桩孔洞的且底部密封的PVC管和与所述PVC管连接以使所述PVC管竖直的固定于相应位置的焊接铁架，所述嵌岩桩相似材料在所述嵌岩桩孔洞中形成嵌岩桩，所述模型加载系统包括加载板，所述加载板设于所述嵌岩桩的上方用于对所述嵌岩桩的顶部施加垂向荷载，所述监测系统设于所述嵌岩桩顶部和所述加载板之间，包括用于监测所述加载板施加于所述嵌岩桩的荷载的荷载传感器和用于监测所述嵌岩桩位移的位移传感器。
1.一种研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验系统，其特征在于：包括模型制作系统、模型加载系统和监测系统，所述模型制作系统包括用于填筑软岩相似材料与嵌岩桩相似材料的模型箱、嵌在所述软岩相似材料当中以形成预留嵌岩桩孔洞的且底部密封的PVC管和与所述PVC管连接以使所述PVC管竖直的固定于相应位置的焊接铁架，所述嵌岩桩相似材料在所述嵌岩桩孔洞中形成嵌岩桩，所述模型加载系统包括加载板，所述加载板设于所述嵌岩桩的上方用于对所述嵌岩桩的顶部施加垂向荷载，所述监测系统设于所述嵌岩桩顶部和所述加载板之间，包括用于监测所述加载板施加于所述嵌岩桩的荷载的荷载传感器和用于监测所述嵌岩桩位移的位移传感器。
2.如权利要求1所述的研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验系统，其特征在于：所述模型箱包括棱架和面板，所述棱架由角钢制成，所述面板具有5个且均由木材制成，
5个所述面板嵌入所述棱架当中并在所述棱架的固定下围成一个上端开口的箱体结构。
3.如权利要求1所述的研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验系统，其特征在于：所述模型加载系统包括反力架和加载墩，所述反力架下方设有放置所述模型箱的放置空间，所述加载板水平的设置于所述反力架且位于所述放置空间的上方，所述模型箱放置于所述放置空间，所述加载墩包括顶板、底板和连接所述顶板和所述底板的连接柱，做软岩嵌岩桩承载力试验时，所述底板朝下设置与所述嵌岩桩顶抵接，所述顶板朝上设置与所述监测系统抵接，并通过所述监测系统与所述加载板连接，所述加载板、所述加载墩和对应的所述嵌岩桩的中心位于同一垂线上。
4.如权利要求1所述的研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验系统，其特征在于：填筑入所述模型箱中的所述软岩相似材料具有多层，每层所述软岩相似材料厚度相同，填筑入所述嵌岩桩孔洞中的所述嵌岩桩相似材料具有多层，每层所述嵌岩桩相似材料厚度相同，且每层所述嵌岩桩相似材料的厚度大于每层所述软岩相似材料的厚度。
5.如权利要求4所述的研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验系统，其特征在于：还包括具有不同尺寸的第一压实锤和第二压实锤，所述第一压实锤用于压实每层所述软岩相似材料，所述第二压实锤用于压实每层所述嵌岩桩相似材料。
6.如权利要求1所述的研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验系统，其特征在于：还包括沉渣模拟材料，做有沉渣单桩的荷载—沉降试验时，所述沉渣模拟材料位于所述嵌岩桩孔洞的底部，所述嵌岩桩相似材料填筑于所述沉渣模拟材料之上，所述沉渣模拟材料为软岩相似材料碎屑。
7.一种研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：制作模型制作系统，所述模型制作系统包括模型箱、软岩相似材料和嵌岩桩相似材料，将所述软岩相似材料填筑于所述模型箱，并在所述模型箱中的所述软岩相似材料中预留出一个或者多个嵌岩桩孔洞；
S2：若做有沉渣单桩的荷载—沉降试验，所述模型制作系统还包括沉渣模拟材料，首先将所述沉渣模拟材料填筑于所述嵌岩桩孔洞底部，再在所述有沉渣模拟材料上填筑所述嵌岩桩相似材料，直至填筑至所述岩桩孔洞顶部；若做无沉渣单桩的荷载—沉降试验，将所述嵌岩桩相似材料填筑于所述嵌岩桩孔洞直至填筑至所述岩桩孔洞顶部；
S3：使用万能材料试验机进行有沉渣单桩的荷载—沉降试验或者无沉渣单桩的荷载—沉降试验，绘制有沉渣单桩的荷载—沉降曲线或者无沉渣单桩的荷载—沉降曲线。
8.如权利要求7所述的研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验方法，其特征在于：S1中，将所述软岩相似材料填筑于所述模型箱时，首先将所述软岩相似材料分成若干层，每层厚度为n，n为大于0的整数，逐层填筑所述软岩相似材料，并用第一压实锤在单位面积上锤击多次位于所述模型箱最上层的所述软岩相似材料，直至填筑的总厚度为3n，将一根或者多根底部密封的PVC管放置于所述软岩相似材料的上表面，用焊接铁架固定所述PVC管以使所述PVC管竖直的固定于相应位置，继续逐层填筑和锤击所述软岩相似材料，直至填筑至所述模型箱顶部，待所述软岩相似材料初凝后拔出所述PVC管，所述嵌岩桩孔洞即形成。
9.如权利要求8所述的研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验方法，其特征在于：S2中，首先将所述嵌岩桩相似材料分成若干层，每层的厚度为2n，若做有沉渣单桩的荷载—沉降试验，在所述嵌岩桩孔洞的底部填筑一定厚度的所述沉渣模拟材料，再在所述沉渣模拟材料上逐层填筑所述嵌岩桩相似材料，每填筑一层所述嵌岩桩相似材料，均由第二压实锤在单位面积上锤击多次位于所述嵌岩桩孔洞最上层的所述嵌岩桩相似材料，直至所述嵌岩桩相似材料填筑至所述嵌岩桩孔洞顶部，自然养护所述嵌岩桩相似材料直至其形成嵌岩桩；若做有沉渣单桩的荷载—沉降试验，在所述沉嵌岩桩孔洞内逐层填筑所述嵌岩桩相似材料，每填筑一层所述嵌岩桩相似材料，均由第二压实锤在单位面积上锤击多次位于所述嵌岩桩孔洞最上层的所述嵌岩桩相似材料，直至所述嵌岩桩相似材料填筑至所述嵌岩桩孔洞顶部，自然养护所述嵌岩桩相似材料直至其形成嵌岩桩。
10.如权利要求9所述的研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验方法，其特征在于：所述万能材料试验机包括模型加载系统和监测系统，所述模型加载系统包括反力架和水平的设置于所述反力架上的加载板，所述反力架下方设有放置所述模型箱的放置空间，所述加载板位于所述放置空间的上方，将填筑有所述软岩相似材料和形成有所述嵌岩桩的所述模型箱放置于所述放置空间，在所述嵌岩桩的顶部设置加载墩，所述加载墩通过所述监测系统与所述加载板连接，所述加载板、所述加载墩和对应的所述嵌岩桩的中心位于同一垂线上，所述监测系统包括用于监测所述加载板施加于所述嵌岩桩的荷载的荷载传感器和用于监测所述嵌岩桩位移的位移传感器；利用所述加载板在所述嵌岩桩桩顶施加荷载，荷载采用分级加载的方式，每次加载aN，保持bs，依此类推，如该级荷载下的所述嵌岩桩的桩顶沉降速率超过上级沉降速率的5倍或总沉降量达到预设深度，则停止试验，试验完毕后输出每根桩的荷载—沉降曲线，a、b为大于零的整数。
研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及桩基础承载力物理模型试验领域，尤其涉及一种研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验系统及方法。
背景技术
[0002] 钻孔灌注桩在施工过程中，由于施工设备、技术及工艺水平的限制，无法完全清除桩底沉渣，因此会造成桩基承载力出现不同程度地降低，威胁桩基础结构的安全。桩底存在沉渣且桩基承载力达不到设计要求的钻孔灌注桩称为沉渣缺陷桩。目前对沉渣缺陷桩承载特性的研究方法包括现场测试、数值模拟、模型试验方法等。而现场测试方法会造成资源极大的浪费，且不便于检测沉渣厚度；随着计算机模拟技术的发展，大量的数值模拟软件涌现，虽然利用数值模拟技术可以更直观地获得桩与岩体的应力应变规律，但其计算结果的正确性、可靠性往往难以保证，这使得模型试验方法成为检验和修正数值模拟计算的重要手段。
[0003] 通过模型试验方法对沉渣对软岩嵌岩桩承载力的影响规律进行研究，能够克服现场试验费时费力、影响正常工作秩序、资源浪费等缺点，进而为数值模拟的研究成果提供科学的参考及验证，所获得的数据又可用于指导实际施工中桩底沉渣厚度的控制，实现研究结果的定性与定量相结合的分析，因而具有重要的理论和实践意义。
[0004] 目前桩基础模型试验多选取有机玻璃棒模拟单桩，加载装置大多为手动液压千斤顶，这些均会造成试验结果与实际出现较大误差。模型的制作、有效监测方法的运用是模型试验中的难点问题，制约着桩基础模型试验的应用，为取得沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验预期成果，必须研制出一套满足相似条件、能较为真实地模拟桩与岩体接触及可以减小监测系统误差的模型试验方法和系统。
发明内容
[0005] 有鉴于此，本发明的实施例提供了一种能够克服模型试验的难点、能够满足相似条件、能较为真实地模拟桩与岩体接触及可以减小监测系统误差的研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验系统及方法。
[0006] 本发明的实施例提供一种研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验系统，包括模型制作系统、模型加载系统和监测系统，所述模型制作系统包括用于填筑软岩相似材料与嵌岩桩相似材料的模型箱、嵌在所述软岩相似材料当中以形成预留嵌岩桩孔洞的且底部密封的PVC管和与所述PVC管连接以使所述PVC管竖直的固定于相应位置的焊接铁架，所述嵌岩桩相似材料在所述嵌岩桩孔洞中形成嵌岩桩，所述模型加载系统包括加载板，所述加载板设于所述嵌岩桩的上方用于对所述嵌岩桩的顶部施加垂向荷载，所述监测系统设于所述嵌岩桩顶部和所述加载板之间，包括用于监测所述加载板施加于所述嵌岩桩的荷载的荷载传感器和用于监测所述嵌岩桩位移的位移传感器。
[0007] 进一步地，所述模型箱包括棱架和面板，所述棱架由角钢制成，所述面板具有5个且均由木材制成，5个所述面板嵌入所述棱架当中并在所述棱架的固定下围成一个上端开口的箱体结构。
[0008] 进一步地，所述模型加载系统包括反力架和加载墩，所述反力架下方设有放置所述模型箱的放置空间，所述加载板水平的设置于所述反力架且位于所述放置空间的上方，所述模型箱放置于所述放置空间，所述加载墩包括顶板、底板和连接所述顶板和所述底板的连接柱，做软岩嵌岩桩承载力试验时，所述底板朝下设置与所述嵌岩桩顶抵接，所述顶板朝上设置与所述监测系统抵接，并通过所述监测系统与所述加载板连接，所述加载板、所述加载墩和对应的所述嵌岩桩的中心位于同一垂线上。
[0009] 进一步地，填筑入所述模型箱中的所述软岩相似材料具有多层，每层所述软岩相似材料厚度相同，填筑入所述嵌岩桩孔洞中的所述嵌岩桩相似材料具有多层，每层所述嵌岩桩相似材料厚度相同，且每层所述嵌岩桩相似材料的厚度大于每层所述软岩相似材料的厚度。
[0010] 进一步地，还包括具有不同尺寸的第一压实锤和第二压实锤，所述第一压实锤用于压实每层所述软岩相似材料，所述第二压实锤用于压实每层所述嵌岩桩相似材料。
[0011] 进一步地，还包括沉渣模拟材料，做有沉渣单桩的荷载—沉降试验时，所述沉渣模拟材料位于所述嵌岩桩孔洞的底部，所述嵌岩桩相似材料填筑于所述沉渣模拟材料之上，所述沉渣模拟材料为软岩相似材料碎屑。
[0012] 本发明的实施例提供一种研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0013] S1：制作模型制作系统，所述模型制作系统包括模型箱、软岩相似材料和嵌岩桩相似材料，将所述软岩相似材料填筑于所述模型箱，并在所述模型箱中的所述软岩相似材料中预留出一个或者多个嵌岩桩孔洞；
[0014] S2：若做有沉渣单桩的荷载—沉降试验，所述模型制作系统还包括沉渣模拟材料，首先将所述沉渣模拟材料填筑于所述嵌岩桩孔洞底部，再在所述有沉渣模拟材料上填筑所述嵌岩桩相似材料，直至填筑至所述岩桩孔洞顶部；若做无沉渣单桩的荷载—沉降试验，将所述嵌岩桩相似材料填筑于所述嵌岩桩孔洞直至填筑至所述岩桩孔洞顶部；
[0015] S3：使用万能材料试验机进行有沉渣单桩的荷载—沉降试验或者无沉渣单桩的荷载—沉降试验，绘制有沉渣单桩的荷载—沉降曲线或者无沉渣单桩的荷载—沉降曲线。
[0016] 进一步地，S1中，将所述软岩相似材料填筑于所述模型箱时，首先将所述软岩相似材料分成若干层，每层厚度为n，n为大于0的整数，逐层填筑所述软岩相似材料，并用第一压实锤在单位面积上锤击多次位于所述模型箱最上层的所述软岩相似材料，直至填筑的总厚度为3n，将一根或者多根底部密封的PVC管放置于所述软岩相似材料的上表面，用焊接铁架固定所述PVC管以使所述PVC管竖直的固定于相应位置，继续逐层填筑和锤击所述软岩相似材料，直至填筑至所述模型箱顶部，待所述软岩相似材料初凝后拔出所述PVC管，所述嵌岩桩孔洞即形成。
[0017] 进一步地，S2中，首先将所述嵌岩桩相似材料分成若干层，每层的厚度为2n，若做有沉渣单桩的荷载—沉降试验，在所述嵌岩桩孔洞的底部填筑一定厚度的所述沉渣模拟材料，再在所述沉渣模拟材料上逐层填筑所述嵌岩桩相似材料，每填筑一层所述嵌岩桩相似材料，均由第二压实锤在单位面积上锤击多次位于所述嵌岩桩孔洞最上层的所述嵌岩桩相似材料，直至所述嵌岩桩相似材料填筑至所述嵌岩桩孔洞顶部，自然养护所述嵌岩桩相似材料直至其形成嵌岩桩；若做有沉渣单桩的荷载—沉降试验，在所述沉嵌岩桩孔洞内逐层填筑所述嵌岩桩相似材料，每填筑一层所述嵌岩桩相似材料，均由第二压实锤在单位面积上锤击多次位于所述嵌岩桩孔洞最上层的所述嵌岩桩相似材料，直至所述嵌岩桩相似材料填筑至所述嵌岩桩孔洞顶部，自然养护所述嵌岩桩相似材料直至其形成嵌岩桩。
[0018] 进一步地，所述万能材料试验机包括模型加载系统和监测系统，所述模型加载系统包括反力架和水平的设置于所述反力架上的加载板，所述反力架下方设有放置所述模型箱的放置空间，所述加载板位于所述放置空间的上方，将填筑有所述软岩相似材料和形成有所述嵌岩桩的所述模型箱放置于所述放置空间，在所述嵌岩桩的顶部设置加载墩，所述加载墩通过所述监测系统与所述加载板连接，所述加载板、所述加载墩和对应的所述嵌岩桩的中心位于同一垂线上，所述监测系统包括用于监测所述加载板施加于所述嵌岩桩的荷载的荷载传感器和用于监测所述嵌岩桩位移的位移传感器；利用所述加载板在所述嵌岩桩桩顶施加荷载，荷载采用分级加载的方式，每次加载aN，保持bs，依此类推，如该级荷载下的所述嵌岩桩的桩顶沉降速率超过上级沉降速率的5倍或总沉降量达到预设深度，则停止试验，试验完毕后输出每根桩的荷载—沉降曲线，a、b为大于零的整数。
[0019] 本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0020] (1)所述模型制作系统能够制作出重度大、强度和变形模量低、弹塑性与原型相似的小比例尺嵌岩桩模型，可比较全面地、真实地模拟嵌岩桩与软岩的相互作用规律，并且模型制作方便、成本低廉、可操作性强，为类似的小比例尺桩基础模型的制作提供了借鉴。
[0021] (2)选用所述软岩相似材料和所述嵌岩桩相似材料进行填筑，然后共同固结，其中所述软岩相似材料固结成岩体，所述嵌岩桩相似材料固结成嵌岩桩，用以模拟所述嵌岩桩与岩体的实际接触，更符合工程实际。
[0022] (3)使用精度较高的万能材料试验机，自动加载并记录位移，避免了手动操作、人工读数引起的较大误差。
[0023] (4)采用软岩相似材料碎屑(沉渣模拟材料)模拟桩底沉渣，碎屑易压缩，且在被桩体压实后具有一定的承载能力，更加符合实际工程中沉渣的特性。
[0024] (5)本发明以桥梁桩基础工程实际为依托，可研究出桩底沉渣对软岩嵌岩桩承载特性的影响机理，可供桥梁工程、水利水电工程、建筑工程等桩基础工程的模型试验研究借鉴。
附图说明
[0025] 图1是本发明的模型箱的示意图；
[0026] 图2是本发明的模型箱中埋设有PVC管的示意图；
[0027] 图3是本发明的压实锤的示意图；
[0028] 图4是本发明的研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验系统的示意图；
[0029] 图5是不同沉渣厚度下桩顶荷载—沉降曲线。
具体实施方式
[0030] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
[0031] 请参考图4，本发明的实施例提供了一种研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验系统，包括模型制作系统、模型加载系统和监测系统6。本发明的实施例还提供了一种研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验方法，该方法是使用上述研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验系统来进行模型试验的方法。
[0032] 请参考图1、图2和图4，所述模型制作系统包括软岩相似材料、嵌岩桩相似材料和软岩相似材料碎屑，还包括模型箱8、底部密封的PVC管3和焊接铁架1。所述模型箱8用于填筑所述软岩相似材料和所述嵌岩桩相似材料，并使所述软岩相似材料和所述嵌岩桩相似材料在其中分别自然养护成岩体和嵌岩桩，用以模拟嵌岩桩与岩体的实际接触。所述PVC管3用于在填筑所述软岩相似材料时埋入所述软岩相似材料中，拔出所述PVC管3后，在所述模型箱8中的所述软岩相似材料中即可形成一个或者多个嵌岩桩孔洞，所述嵌岩桩孔洞供所述嵌岩桩相似材料填筑，即所述嵌岩桩形成于所述嵌岩桩孔洞当中。所述焊接铁架1用于固定所述PVC管3以使所述PVC管3竖直的固定于相应位置，且使所述PVC管3在所述软岩相似材料填筑过程中始终保持竖直状态。
[0033] 请参考图4，所述模型加载系统和所述监测系统6集成于万能材料试验机，所述万能材料试验机为UTM5105万能材料试验机，所述模型加载系统包括反力架4和加载板5，所述反力架4下方设有放置所述模型箱8的放置空间，所述加载板5水平的设置于所述反力架4且位于所述放置空间的上方，所述模型箱8放置于所述放置空间。做软岩嵌岩桩承载力试验时，一加载墩7设于所述嵌岩桩顶部，且通过所述监测系统6与所述加载板5连接，所述加载板5、所述加载墩7和对应的所述嵌岩桩的中心位于同一垂线上。
[0034] 所述监测系统6包括用于监测所述加载板7施加于所述嵌岩桩的荷载的荷载传感器和用于监测所述嵌岩桩位移的位移传感器。通过所述监测系统6来监测所述嵌岩桩承受的垂向荷载和所述嵌岩桩桩顶下移的位移。所述万能材料试验机根据所述嵌岩桩承受的垂向荷载和所述嵌岩桩桩顶下移的位移自动绘制出荷载—沉降曲线。
[0035] 本发明所述的研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力影响的模型试验方法的具体步骤如下：
[0036] S1：制作所述模型制作系统：包括制作所述模型箱8，使用所述软岩相似材料填筑所述模型箱8，使用所述软岩相似材料填筑所述模型箱8时将一个或者多个所述PVC管3埋设在所述软岩相似材料内，填充完毕后拔出所述软岩相似材料形成一个或者多个所述嵌岩桩孔洞。
[0037] 具体的：
[0038] S1.1：根据嵌岩桩原型及试验条件，确定模型试验相似比，进而根据所述模型试验的相似比，配制所述软岩相似材料、所述嵌岩桩相似材料和所述软岩相似材料碎屑，所述软岩相似材料碎屑即沉渣模拟材料。
[0039] S1.2：同时根据所述模型试验的相似比，设计出合理的所述模型箱8的尺寸大小，并设计出所述嵌岩桩的直径和长度及所述嵌岩桩在所述模型箱8中的位置等。
[0040] 请参考图1，S1.3：因所述软岩相似材料、所述嵌岩桩相似材料和所述软岩相似材料碎屑的密度较大，所以应选取较大相似比，同时所述模型箱8也应尽量减小自身重量，因此采用棱架+木板的结构，即所述模型箱8包括棱架81和面板82，所述棱架81由角钢制成，所述面板82具有5个且均由木材制成，5个所述面板82嵌入所述棱架81当中并在所述棱架81的固定下围成一个上端开口的箱体结构。选取25×25×3mm的等边角钢进行剪裁、焊接，制作出所述模型箱8的轮廓，该轮廓即所述棱架81。
[0041] 在所述模型箱8的1/2高度处左右对称焊接角钢，此处的角钢为把手83，所述把手83用于方便的移动所述模型箱8，同时该把手83具有加固所述模型箱8的作用。
[0042] 请参考图2，S1.4：将所述软岩相似材料填筑于所述模型箱时，首先将所述软岩相似材料分成若干层，每层厚度为n，n为大于0的整数，逐层填筑所述软岩相似材料，并用第一压实锤91在单位面积上锤击多次位于所述模型箱最上层的所述软岩相似材料，直至填筑的总厚度为3n，将一根或者多根底部密封的PVC管放置于所述软岩相似材料的上表面，用焊接铁架1固定所述PVC管3以使所述PVC管3竖直的固定于相应位置，继续逐层填筑和锤击所述软岩相似材料，直至填筑至所述模型箱8顶部，待所述软岩相似材料初凝后拔出所述PVC管3，所述嵌岩桩孔洞即形成。
[0043] 本实施例中，所述模型箱8尺寸为360mm×240mm×450mm，所述嵌岩桩的直径为20mm，长度为300mm，n＝50mm。
[0044] S2：若做有沉渣单桩的荷载—沉降试验，首先将所述沉渣模拟材料填筑于所述嵌岩桩孔洞底部，再在所述有沉渣模拟材料上填筑所述嵌岩桩相似材料，直至填筑至所述岩桩孔洞顶部；若做无沉渣单桩的荷载—沉降试验，将所述嵌岩桩相似材料填筑于所述嵌岩桩孔洞直至填筑至所述岩桩孔洞顶部。
[0045] 具体的：
[0046] 首先将所述嵌岩桩相似材料分成若干层，每层的厚度为2n(即100mm)。
[0047] 若做有沉渣单桩的荷载—沉降试验，在所述嵌岩桩孔洞的底部填筑一定厚度的所述沉渣模拟材料，再在所述沉渣模拟材料上逐层填筑所述嵌岩桩相似材料，每填筑一层所述嵌岩桩相似材料，均由第二压实锤92在单位面积上锤击多次(约5次)位于所述嵌岩桩孔洞最上层的所述嵌岩桩相似材料，直至所述嵌岩桩相似材料填筑至所述嵌岩桩孔洞顶部，自然养护(养护28天左右)所述嵌岩桩相似材料直至其形成嵌岩桩。
[0048] 若做有沉渣单桩的荷载—沉降试验，在所述沉嵌岩桩孔洞内逐层填筑所述嵌岩桩相似材料，每填筑一层所述嵌岩桩相似材料，均由第二压实锤92在单位面积上锤击多次(约5次)位于所述嵌岩桩孔洞最上层的所述嵌岩桩相似材料，直至所述嵌岩桩相似材料填筑至所述嵌岩桩孔洞顶部，自然养护(养护28天左右)所述嵌岩桩相似材料直至其形成嵌岩桩。
[0049] 请参考图3，本实施例中，所述第一压实锤91和所述第二压实锤92具有不同的尺寸，且所述第一压实锤91和所述第二压实锤92位于同一锤柄93的相对两端，所述第一压实锤91位于所述锤柄93的底端，其底面直径为50mm，所述第二压实锤92位于所述锤柄93的顶端，其顶面直径为18mm，所述锤柄93长500mm。
[0050] 请参考图4和图5，S3：使用万能材料试验机进行有沉渣单桩的荷载—沉降试验或者无沉渣单桩的荷载—沉降试验，绘制有沉渣单桩的荷载—沉降曲线或者无沉渣单桩的荷载—沉降曲线。
[0051] 具体的：
[0052] S3.1：将填筑有所述软岩相似材料和形成有所述嵌岩桩的所述模型箱8放置于所述放置空间，在所述嵌岩桩的顶部设置所述加载墩7，使所述加载板5、所述加载墩7和对应的所述嵌岩桩的中心位于同一垂线上。
[0053] S3.2：利用所述加载板5先在所述嵌岩桩顶加10N的荷载，检查所述荷载传感器及所述位移传感器是否正常工作，检查无误后清零，再开始加载。
[0054] S3.2：荷载采用分级加载的方式，每次加载aN，保持bs，依此类推，如该级荷载下的所述嵌岩桩的桩顶沉降速率超过上级沉降速率的5倍或总沉降量达到预设深度，则停止试验，试验完毕后输出每根桩的荷载—沉降曲线。
[0055] 本实施例中，a＝100、b＝5，所述预设深度为2mm。
[0056] 若是有沉渣单桩的荷载—沉降试验，则所述荷载—沉降曲线为有沉渣单桩的荷载—沉降曲线；若是无沉渣单桩的荷载—沉降试验，则所述荷载—沉降曲线为无沉渣单桩的荷载—沉降曲线。
[0057] 根据所述荷载—沉降曲线研究沉渣对软岩嵌岩桩承载力的影响。
[0058] 其中，所述加载墩7包括顶板、底板和连接所述顶板和所述底板的连接柱，所述顶板朝上设置与所述监测系统6抵接，所述底板朝下设置与所述嵌岩桩顶抵接，所述底板实则为所述连接柱的下表面，与所述连接柱具有相同的直径，所述顶板的直径大于所述连接柱的直径。优选，所述顶板的直径为100mm，厚度为100mm，所述底板的直径为18mm，所述连接柱的长度为100mm。
[0059] 在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
[0060] 在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
[0061] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，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。
