[發(fā)明專利]一種抗地表變形試驗(yàn)臺(tái)的構(gòu)造及其設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410016308.5
• 申請(qǐng)日: 2014-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN103837357B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏軍武;謝偉;竇國(guó)濤;楊風(fēng)州;劉丹丹;曹極昌;張志雄;徐興興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M99/00
• 分類號(hào): G01M99/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本發(fā)明公開了一種抗地表變形試驗(yàn)臺(tái)的構(gòu)造及其設(shè)計(jì)方法，所述的抗地表變形試驗(yàn)臺(tái)主要由反力支承系統(tǒng)、地基圍護(hù)系統(tǒng)和傳動(dòng)加載系統(tǒng)組成，所述的反力支撐系統(tǒng)包括混凝土底座和鋼反力框架，其中鋼反力框架由立柱、主次反力梁、縱橫邊梁、斜向支撐和縱橫底梁構(gòu)成，地基圍護(hù)系統(tǒng)由側(cè)向擋土梁和柔性擋土布構(gòu)成，傳動(dòng)加載系統(tǒng)由自動(dòng)控制的液壓千斤頂和壓力土盒構(gòu)成。本抗地表變形試驗(yàn)臺(tái)具有操作方便、控制高效、改造簡(jiǎn)便、物理模擬仿真度高、試驗(yàn)類型和對(duì)象適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，可很好的滿足目前結(jié)構(gòu)抗地表變形領(lǐng)域的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種建筑結(jié)構(gòu)在地表變形作用下的三維立體仿真模擬試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法，具體涉及一種抗地表變形試驗(yàn)臺(tái)的構(gòu)造及其設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

由于地下開采，地下水變化，地下工程修建，巨大地殼運(yùn)動(dòng)等很多作用的影響，地表變形區(qū)廣泛存在，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗地表變形性能的研究尤為迫切。目前已有的平面抗變形試驗(yàn)臺(tái)，能實(shí)現(xiàn)小尺寸平面結(jié)構(gòu)的抗變形試驗(yàn)以及小范圍土體的共同作用試驗(yàn)，然而存在以下缺點(diǎn)：①適用范圍?。浩矫嬖囼?yàn)臺(tái)無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)三維地表變形作用模擬以及針對(duì)三維空間結(jié)構(gòu)的抗變形試驗(yàn)；②模擬仿真度較差：由于可圍護(hù)的地基土體深度和寬度有限，其影響范圍和邊界條件與實(shí)際情況相差較大，另外，底部土體變形的連續(xù)性較差，這些均影響模擬的仿真度；③控制性能和操作性能差：底部變形加載為手動(dòng)加載，不便于操作且不利于加載量的有效控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種抗地表變形試驗(yàn)臺(tái)的構(gòu)造及其設(shè)計(jì)方法，以解決已有的平面抗變形試驗(yàn)臺(tái)存在的適用范圍小、模擬仿真度較差、控制性能和操作性能差等問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種抗地表變形試驗(yàn)臺(tái)的構(gòu)造，主要由反力支承系統(tǒng)、地基圍護(hù)系統(tǒng)和傳動(dòng)加載系統(tǒng)組成，所述的反力支撐系統(tǒng)包括混凝土底座和鋼反力框架，其中鋼反力框架由立柱、主次反力梁、縱橫邊梁、斜向支撐和縱橫底梁構(gòu)成，地基圍護(hù)系統(tǒng)由側(cè)向擋土梁和柔性擋土布構(gòu)成，傳動(dòng)加載系統(tǒng)由自動(dòng)控制的液壓千斤頂和壓力土盒構(gòu)成，液壓千斤頂置于預(yù)埋于混凝土底座中的套筒內(nèi)，壓力土盒固定于液壓千斤頂上，柔性擋土布平鋪于壓力土盒上并與之用螺栓相連，同時(shí)擋土布側(cè)面與側(cè)向擋土梁用螺栓相連，擋土梁則通過(guò)螺栓固定于立柱上，反力支承系統(tǒng)為地基圍護(hù)系統(tǒng)和傳動(dòng)加載系統(tǒng)提供可靠邊界和支承，地基圍護(hù)系統(tǒng)與傳動(dòng)加載系統(tǒng)相協(xié)調(diào)以實(shí)現(xiàn)地表變形試驗(yàn)的加載，傳動(dòng)加載系統(tǒng)則提供加載動(dòng)力及其控制。

所述的縱橫底梁形成鋼反力框架底座深入混凝土底座與其中的鋼筋相連并澆注一體，從而形成加載自平衡體系。

一種抗地表變形試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)方法，所述的反力支承系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中混凝土底座用于支承底部液壓千斤頂，并為試驗(yàn)臺(tái)提供必要的操作和檢修空間，縱橫底梁形成鋼框架底座深入混凝土底座與其中的鋼筋相連并澆注一體，從而形成加載自平衡體系，主要鋼構(gòu)件的連接均采用翼緣或端板開孔的螺栓連接方式，地基圍護(hù)系統(tǒng)中擋土梁的高度和截面適應(yīng)土體地表變形對(duì)上部地基的影響范圍以及土體側(cè)壓力，擋土梁與鋼反力框架立柱相連將側(cè)向土壓力傳遞給反力框架，其布置采用槽鋼腹板面向土體，翼緣面向立柱的方式，擋土布與下部傳動(dòng)加載系統(tǒng)的壓力土盒點(diǎn)連接，其強(qiáng)度和柔性實(shí)現(xiàn)對(duì)地基土體的可靠支承同時(shí)滿足地表變形連續(xù)性的要求，傳動(dòng)加載系統(tǒng)中液壓千斤頂與壓力土盒的連接以及壓力土盒與擋土布的連接保證底部變形有效傳遞至地基。

本發(fā)明的有益效果是：本抗地表變形試驗(yàn)臺(tái)具有操作方便、控制高效、改造簡(jiǎn)便、物理模擬仿真度高、試驗(yàn)類型和對(duì)象適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，可很好的滿足目前結(jié)構(gòu)抗地表變形領(lǐng)域的需求。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)平面圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。