[發(fā)明專(zhuān)利]一種地下結(jié)構(gòu)擬靜力試驗(yàn)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710321792.6
• 申請(qǐng)日: 2017-05-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107132034B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁祖德;張博;李曉琴;李夕松;付江;杜婷
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01M13/00
• 分類(lèi)號(hào): G01M13/00;G01N3/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種地下結(jié)構(gòu)擬靜力試驗(yàn)裝置，包括反力裝置、模型箱（17）、邊界約束裝置、作動(dòng)器和地下結(jié)構(gòu)模型，其特征在于：

所述反力裝置包括反力墻（2）和反力鋼架（3），反力鋼架（3）由鋼柱（4）、鋼梁（5）和鋼板拼裝而成，并錨固于地面（1）；

所述模型箱（17）位于反力墻（2）和反力鋼架（3）之間，模型箱（17）由左右側(cè)豎向加勁鋼板（6）和前后側(cè)豎向加勁鋼板（7）以及底部鋼板（8）拼接而成；所述模型箱（17）四周的加勁鋼板之間間隙采用柔性結(jié)構(gòu)（14）連接，所述模型箱（17）左右側(cè)豎向加勁鋼板（6）頂部采用滾軸連接件（9）對(duì)拉，所述模型箱（17）左右側(cè)豎向加勁鋼板（6）底部采用滾軸（12）與底部鋼板（8）鉸接，所述模型箱（17）左側(cè)頂部設(shè)置作動(dòng)器（21），底部設(shè)置液壓穩(wěn)定器（13），所述模型箱（17）內(nèi)放置地下結(jié)構(gòu)模型（23），地下結(jié)構(gòu)模型（23）與模型箱（17）之間填充圍巖（25），模型箱（17）上方設(shè)置配重塊（24）；

所述邊界約束裝置由左右側(cè)橡膠墊層（18）組成，左側(cè)橡膠墊層（18）位于反力墻（2）和模型箱（17）之間，通過(guò)鋼框架（20）固定于反力墻（2）上，右側(cè)橡膠墊層（18）位于模型箱（17）和反力鋼架（3）之間，通過(guò)卡槽（19）連接于反力鋼架（3）上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下結(jié)構(gòu)擬靜力試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述作動(dòng)器（21）固定于反力墻（2）上，通過(guò)水平連接桿（22）與模型箱（17）左側(cè)端部相連，施加位移或力控制的反復(fù)荷載作用。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下結(jié)構(gòu)擬靜力試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述柔性結(jié)構(gòu)（14）由L型橡膠（16）和鋼板（15）組成，所述鋼板（15）一端嵌入L型橡膠（16）內(nèi)，另一端緊貼模型箱（17）各側(cè)壁，實(shí)現(xiàn)模型箱（17）左右側(cè)豎向加勁鋼板（6）可轉(zhuǎn)動(dòng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下結(jié)構(gòu)擬靜力試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述滾軸連接件（9）由滾軸（10）和連桿（11）組成，所述滾軸（10）焊接于左右側(cè)豎向加勁鋼板（6）頂部，連桿（11）端部插入滾軸（10）內(nèi)，實(shí)現(xiàn)模型箱（17）左右側(cè)豎向加勁鋼板（6）頂部運(yùn)動(dòng)的一致性。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下結(jié)構(gòu)擬靜力試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述橡膠墊層（18）數(shù)目、密度、剛度可根據(jù)試驗(yàn)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)以模擬地下結(jié)構(gòu)模型（23）所處的不同圍巖環(huán)境。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的地下結(jié)構(gòu)擬靜力試驗(yàn)裝置所進(jìn)行的試驗(yàn)方法，其特征在于：包括如下步驟：

（a）地下結(jié)構(gòu)模型安裝：通過(guò)調(diào)節(jié)液壓穩(wěn)定器（13）將模型箱（17）調(diào)整至豎直位置并固定，調(diào)整柔性結(jié)構(gòu)（14）兩端的鋼板（15）與左右側(cè)豎向加勁鋼板（6）兩側(cè)緊貼，然后將圍巖（25）填入模型箱（17）至試驗(yàn)設(shè)計(jì)高度，依據(jù)研究的地下結(jié)構(gòu)類(lèi)型，安裝對(duì)應(yīng)的地下結(jié)構(gòu)模型（23）和測(cè)試元件，繼續(xù)填充圍巖（25）至所需高度；

（b）靜載施加：根據(jù)試驗(yàn)方案要求，將特定大小和數(shù)量的配重塊（24）按照試驗(yàn)要求放置于模型箱（17）的頂部表面，模擬特定的圍巖壓力和附加荷載；

（c）動(dòng)載施加：安裝作動(dòng)器（21）于反力墻（2）上，通過(guò)水平連接桿（22）將作動(dòng)器（21）的端頭與模型箱（17）左側(cè)端部相連，啟動(dòng)作動(dòng)器（21）按試驗(yàn)要求對(duì)模型箱（17）頂端施加位移或力控制的反復(fù)荷載作用；

（d）測(cè)試：在地下結(jié)構(gòu)模型（23）典型部位、地下結(jié)構(gòu)模型（23）與圍巖（25）接觸處布置測(cè)試元件，測(cè)試地下結(jié)構(gòu)模型（23）的應(yīng)變、層間位移及裂縫擴(kuò)展情況，得到地下結(jié)構(gòu)模型（23）的滯回曲線、骨架曲線及抗震性能；每完成一定次數(shù)加載后對(duì)地下結(jié)構(gòu)模型（23）進(jìn)行整體描述，觀察其裂紋擴(kuò)展及破壞特征。