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摘要： 本文先容了瑞士Solexperts公司滑动测微计（Sliding Micvometer）的原理及其在单桩静载试验中的应用。试桩类型包括钢管桩、灌注桩、方型预制桩、预应力管桩、支盘桩……等。该仪器可一连地测定桩身每米内的平均应变，通过荷载应变关系曲线可盘算桩侧摩阻力、端阻力、最大弯矩点，临介水平荷载、极限水平荷载、挠度曲线、负摩阻力等桩基设计的主要参数，还可评价桩身质量。多个工程实例批注，这种仪器是一种高精度、使用利便、在岩土工程领域具有辽阔应用远景的仪器。

要害词：滑动测微计、单桩静载试验、正负摩阻力、端阻力
 

1、概述

以往桩身应变丈量一样平常接纳钢筋计、混凝土应变计或压力盒，由于探头与介质之间无法做到理想匹配以及电测元件零点飘移，实测效果误差较大，纵然丈量效果较可靠，也只能代表测点处的应变值，是一种典范的点法监测（Pointwise observation）要领。

图1(a) 盘算模子                图1(b) 三种直径钢筋计的实测力及应变值

轴对称有限单位法盘算批注：由于钢筋计的直径大于钢筋直径及二端的凸出部份，它在桩中的实测应力及应变均大于现实应力或应变，如图1所示，20、30、40mm钢筋计的力增添率为27.8——21.1%，应变增添率为30.6——18.2%。

由于应变计的弹性模量不即是混凝土的弹模，混凝土应变计也保存同样问题，当假定应变计的弹模介于2——55GPa时，实测应变增添27——11%，一样平常弦式应变计弹模约为0.5——0.8GPa，因此误差更大，如图2、3所示。

             
 
                   弦式应变计                                 混凝土                    

   图2 盘算模子                 图3 应变计实测应变与盘算应变比照

80年月初期，瑞士联邦苏黎世综合科技大学Kovari教授等人提出了线法监测原理（Linewise observation）及响应的测试手艺——滑动测微计（Sliding Micrometer——ISETH）^{[1]、[2]、[3]}。

滑动测微计主体为一标距长1m，两头带有球状测头的位移探头，内装一个线性电感位移计和一个NTC测度计。为了测定线上的应变及温度漫衍，测线上每隔1m安顿一个具有特殊定位功效的环形标，其间用硬塑料（HPVC）管相连，滑动测微计可依次丈量两个环形标之间的相对位移，并可用于多条测线（图4、5）。

图4 滑动测微计 

 


图5 滑动测微计测试原理

相关于试桩中的钢筋计、压力盒等点法牢靠式仪器而言滑动测微计具有如下优点：
        (1)    一连地测定标距为1m的测段平均应变，区分率高（1με），各部位细小变形都反应在测值中，可评估构件质量，盘算弹性模量。古板要领只能测定几个点的应变，两点之间的变形只能推断，并且测点处的应变由于探头介入而爆发局部应力畸变，其丈量值将偏离真实值。
        (2)    古板要领是将被测元件预埋在构件内部，不但测点有限，并且易于损坏，更主要的是零点飘移无法阻止，不可修正。新要领只在构件内埋设套管和测环，用一个探头丈量，简朴可靠，不易损坏，并且探头可随时在铟钢标定筒内举行标定，筒体温度系数小于1.5×10^-6/°C,可有用地修正零点飘移，适用于恒久视察。
        (3)    新要领所用的探头具有温度自赔偿功效，温度系数小于2×10^-6/°C，并且附有一支区分率为0.1°C的NTC温度计,可随时监测构件温度,适用于恒久监测，例如：桩身负摩阻力监测，岩土工程、钢或混凝土等大型构件恒久监测等，以区分温度应变及应力导致的应变，这是古板要领无法做到的。
        (4)    关于遭受横向力的大型构件，如桩、地下一连梁，大坝等，平行埋设二条测线，使用应变差盘算横向位移，其区分率和精度比常用的倾斜计响应指标高一个量级，可达1×10^-5，并且可用于任何偏向钻孔中。^[4]

2．应用实例

从1987年最先，本项测试手艺在我国北仑电厂试桩工程中应用，随后普遍应用于陕西蒲城电厂、山西河津电厂、阳泉第二电厂、陕西宝鸡第二电厂试桩，它适用于种种土层及种种桩型。近10年来，凯发k8仪器公司及岩泰高新手艺公司使用瑞士滑动测微计(Sliding Micrometer)测定了几十个工程、几百条试桩，均取得了知足的效果。 

2．1笔直静载试桩

试验接纳锚桩反力形式，慢速维持荷载法加压。加载前自上而下及自下而上二次测定每条试管中的初始读数，以包管测试精度，每级荷载稳固后测定响应读数，其差值即为各级荷载下每一测段的应变值。在钢筋笼的对称部位平行埋设了二条测管，测管中每隔１m装置一个锥形合金测环。接纳两管响应测段的平均应变举行剖析盘算，从而阻止了加载时的偏心影响。当用于水平试桩时，二条测管的连线偏向必需和推力一致。

由于钻孔直径及桩身混凝土质量的差别，实测数据不可阻止地保存一定误差，不可直接用实测值盘算轴向力及摩阻力，不然将使误差恶性放大，甚至正负摩阻力交替泛起等不对理征象。因此必需首先用拟正当对实测应变曲线举行磨光处置惩罚。^[5]

凭证各级荷载下桩顶应变或回归处置惩罚后的零点应变可盘算弹模随应变量级的转变纪律，一样平常可以用一元一次方程表达，如E_i=A-B×ε_i(GPa),盘算轴向力和摩阻力时接纳差别的弹模值，如下式所示：

轴向力盘算公式为：     Q_i=A_i×E_i×ε_i(kN)

单位摩阻力盘算公式为:  f_i=( Q_i-Q_i+1)/(πD)(kPa)

2.1.1摩擦桩

图6为二条测管在各级荷载下的实测应变，由于桩顶扩大头，故应变较。鸬亩夤苌喜坑Ρ浣洗螅鞑夤苌喜坑Ρ浣闲。馐怯捎诩釉仄挠跋欤骄缶驼Ａ。26、31、41m处的应变较高，批注该处混凝土质量较差或孔径较小 
图7、8划分为回归处置惩罚后的应变曲线及摩阻力曲线。

 
图6（a）东测管实测应变