[發(fā)明專(zhuān)利]用于土工離心機(jī)中模擬高速公路建造的裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410745332.2
• 申請(qǐng)日: 2015-08-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104501771A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳宏偉;洪義
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 香港科技大學(xué);浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01C5/00
• 分類(lèi)號(hào): G01C5/00
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于在土工離心機(jī)中精確模擬高速公路建造的新裝置及方法。

背景技術(shù)

高速公路網(wǎng)的匱乏，已經(jīng)成為制約我國(guó)沿海城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要瓶頸之一。建設(shè)新的高速公路，或者拓寬現(xiàn)有的高速公路迫在眉睫。我國(guó)沿海城市的高速公路大多建造在軟弱土上，公路建造后引發(fā)的長(zhǎng)期(建造后50年內(nèi))地面沉陷是當(dāng)前建設(shè)部門(mén)關(guān)心的重點(diǎn)。要對(duì)高速公路的長(zhǎng)期沉降進(jìn)行預(yù)測(cè)，土工離心機(jī)模型試驗(yàn)是當(dāng)前唯一可靠，快速的試驗(yàn)方法。然而，目前還缺乏能在土工離心機(jī)內(nèi)精準(zhǔn)模擬高速公路路堤堆建過(guò)程的裝置和方法，這正是本發(fā)明的出發(fā)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是填補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的空缺，提供一種在土工離心機(jī)中精確模擬高速公路建造的新裝置及方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：一種用于土工離心機(jī)中模擬高速公路建造的裝置，該裝置包括模型箱、兩個(gè)第一導(dǎo)軌、兩個(gè)第二導(dǎo)軌、傳動(dòng)皮帶、第一液壓馬達(dá)、第二液壓馬達(dá)、第三液壓馬達(dá)、螺桿、裝砂容器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)板、滑塊以及齒輪；

其中，兩個(gè)第一導(dǎo)軌分別安裝在模型箱左右兩側(cè)，兩條第二導(dǎo)軌固定連接，安裝在第一導(dǎo)軌上；第一液壓馬達(dá)安裝在其中一個(gè)第二導(dǎo)軌的一端；傳動(dòng)皮帶一端與第一液壓馬達(dá)輸出端相連，另一端與另一個(gè)第二導(dǎo)軌相連，第一液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)，使得兩個(gè)第二導(dǎo)軌在第一導(dǎo)軌上前后運(yùn)動(dòng)；

滑塊安裝在兩個(gè)導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的側(cè)面設(shè)置有鋸齒，第二液壓馬達(dá)固定在滑塊上，第二液壓馬達(dá)的輸出端連接有齒輪，齒輪與導(dǎo)軌側(cè)面的鋸齒嚙合，第二液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使得滑塊在兩個(gè)導(dǎo)軌上左右滑動(dòng)；

第三液壓馬達(dá)安裝在第二液壓馬達(dá)下方，螺桿上端與第三液壓馬達(dá)輸出端相連，下端與裝砂容器，開(kāi)關(guān)安裝于裝砂容器底部，導(dǎo)板安裝于裝砂容器下方；第三液壓馬達(dá)通過(guò)螺桿驅(qū)動(dòng)裝砂容器上下運(yùn)動(dòng)，打開(kāi)裝砂容器底部的開(kāi)關(guān)，砂從裝砂容器中流出，沿著導(dǎo)板滑落；

所述第一液壓馬達(dá)和第二液壓馬達(dá)均為柱塞馬達(dá)，第三液壓馬達(dá)為螺桿馬達(dá)，第一液壓馬達(dá)、第二液壓馬達(dá)和第三液壓馬達(dá)均與外置交流電電源相連。

一種用于在土工離心機(jī)中精確模擬高速公路建造的方法，包括如下步驟：

（1）通過(guò)控制第一液壓馬達(dá),?第二液壓馬達(dá),?第三液壓馬達(dá),?使裝砂容器到達(dá)擬建造的路堤正上方；

（2）打開(kāi)第二液壓馬達(dá)，關(guān)閉第一液壓馬達(dá)和第三液壓馬達(dá)，使裝砂容器沿著X方向平動(dòng)，同時(shí)打開(kāi)裝砂容器下方的開(kāi)關(guān)，使砂流出，流出的砂沿著導(dǎo)板滑落；完成第一層路堤的建造；

（3）重復(fù)步驟（2），建造第二層路堤；

（4）繼續(xù)重復(fù)步驟（2），直到路堤堆建完成。

本發(fā)明的有益效果是：1.本發(fā)明填補(bǔ)了土工離心機(jī)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)路堤的建造的空白。2.概念簡(jiǎn)單，技術(shù)實(shí)現(xiàn)比較容易。3.本發(fā)明可以沿著任意形狀路徑精確運(yùn)動(dòng)，因此可以精確模擬建造任意幾何的路堤。

附圖說(shuō)明

圖1是用于土工離心機(jī)中模擬高速公路建造的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是按照利用本發(fā)明模擬路堤修建過(guò)程的示意圖。

圖中，模型箱1、第一導(dǎo)軌2、第二導(dǎo)軌3、第一液壓馬達(dá)5、第二液壓馬達(dá)6、第三液壓馬達(dá)7、螺桿8、裝砂容器9、開(kāi)關(guān)10、導(dǎo)板11、滑塊12。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，一種用于土工離心機(jī)中模擬高速公路建造的裝置，該裝置包括模型箱1、兩個(gè)第一導(dǎo)軌2、兩個(gè)第二導(dǎo)軌3、傳動(dòng)皮帶4、第一液壓馬達(dá)5、第二液壓馬達(dá)6、第三液壓馬達(dá)7、螺桿8、裝砂容器9、開(kāi)關(guān)10、導(dǎo)板11、滑塊12以及齒輪；

其中，兩個(gè)第一導(dǎo)軌2分別安裝在模型箱1左右兩側(cè)，兩條第二導(dǎo)軌3固定連接，安裝在第一導(dǎo)軌2上；第一液壓馬達(dá)5安裝在其中一個(gè)第二導(dǎo)軌3的一端；傳動(dòng)皮帶4一端與第一液壓馬達(dá)5輸出端相連，另一端與另一個(gè)第二導(dǎo)軌3相連，第一液壓馬達(dá)5驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)皮帶4轉(zhuǎn)動(dòng)，使得兩個(gè)第二導(dǎo)軌3在第一導(dǎo)軌2上前后運(yùn)動(dòng)；

滑塊12安裝在兩個(gè)導(dǎo)軌3上，導(dǎo)軌3的側(cè)面設(shè)置有鋸齒，第二液壓馬達(dá)6固定在滑塊12上，第二液壓馬達(dá)6的輸出端連接有齒輪，齒輪與導(dǎo)軌3側(cè)面的鋸齒嚙合，第二液壓馬達(dá)6驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使得滑塊12在兩個(gè)導(dǎo)軌3上左右滑動(dòng)；

第三液壓馬達(dá)7安裝在第二液壓馬達(dá)6下方，螺桿8上端與第三液壓馬達(dá)7輸出端相連，下端與裝砂容器9，開(kāi)關(guān)10安裝于裝砂容器9底部，導(dǎo)板11安裝于裝砂容器9下方；第三液壓馬達(dá)7通過(guò)螺桿8驅(qū)動(dòng)裝砂容器9上下運(yùn)動(dòng)，打開(kāi)裝砂容器9底部的開(kāi)關(guān)10，砂從裝砂容器9中流出，沿著導(dǎo)板11滑落；