[發(fā)明專利]一種循環(huán)動(dòng)載土體沉降的模型試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711206134.9
• 申請(qǐng)日: 2017-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108007800A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵珠山;陳浩哲;喬汝佳;張媛媛;張碩成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/36
• 分類號(hào): G01N3/36;G01C5/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

一種循環(huán)動(dòng)載土體沉降的模型試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，包括模型箱、隧道模型、電液伺服動(dòng)力加載系統(tǒng)、沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)；所述模型箱內(nèi)填充有土體，并且土體內(nèi)設(shè)置有隧道模型，模型箱上方設(shè)置有電液伺服動(dòng)力加載系統(tǒng)，電液伺服動(dòng)力加載系統(tǒng)和沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)均與控制系統(tǒng)相連；電液伺服動(dòng)力加載系統(tǒng)包括電液伺服作動(dòng)器、動(dòng)力控制設(shè)備與試驗(yàn)支座框架，其中，動(dòng)力控制設(shè)備內(nèi)部設(shè)置有電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)連接有油壓泵，油壓泵與電液伺服作動(dòng)器相連。本發(fā)明使用方便，簡(jiǎn)單，更加高效獲取相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，有很大的應(yīng)用與推廣價(jià)值。本發(fā)明適用于各類地層長(zhǎng)期沉降量的分析與預(yù)測(cè)，試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)可為長(zhǎng)期循環(huán)荷載作用下土體沉降反演分析提供依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本次發(fā)明涉及的是一種建筑工程技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)裝置，具體是一種循環(huán)動(dòng)載土體沉降的模型試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

作用在地基或土工建筑物上的動(dòng)荷載種類有很多，如機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的慣性力、車輛行駛的移動(dòng)荷載、爆破引起的沖擊荷載，風(fēng)荷載及地震荷載。在實(shí)際地下空間工程中，動(dòng)荷載往往對(duì)土體產(chǎn)生較大影響。張志強(qiáng)等于2016年在《地下空間與工程學(xué)報(bào)》發(fā)表了《列車振動(dòng)對(duì)黃土地鐵隧道結(jié)構(gòu)影響研究現(xiàn)狀》。該文指出列車運(yùn)行時(shí)振動(dòng)產(chǎn)生的基底動(dòng)應(yīng)力幅值小，但作用時(shí)間長(zhǎng)、次數(shù)多，是影響地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)運(yùn)行安全性的主要因素之一。地層在地鐵行車循環(huán)荷載作用下產(chǎn)生塑形變形，因此長(zhǎng)期循環(huán)動(dòng)荷載是引起土體沉降的重要因素。

經(jīng)現(xiàn)有的技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，目前由于我國(guó)不同地域，土的性質(zhì)差異較大，地下工程如地鐵隧道建設(shè)工程中，針對(duì)地層受長(zhǎng)期循環(huán)動(dòng)荷載作用下的沉降值研究大多以建模、推導(dǎo)與分析為主，盡管考慮到的影響因素越來(lái)越多，但有時(shí)與工程實(shí)際往往相差較大，需要不斷調(diào)整與改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷或不足，提供一種循環(huán)動(dòng)載土體沉降的模型試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，該裝置能夠結(jié)合相關(guān)現(xiàn)場(chǎng)工程概況與地質(zhì)條件，模擬預(yù)測(cè)長(zhǎng)期循環(huán)動(dòng)荷載下引起土體沉降。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種循環(huán)動(dòng)載土體沉降的模型試驗(yàn)裝置，包括模型箱、隧道模型、電液伺服動(dòng)力加載系統(tǒng)、沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)；所述模型箱內(nèi)填充有土體，并且土體內(nèi)設(shè)置有隧道模型，電液伺服動(dòng)力加載系統(tǒng)與隧道模型相連，電液伺服動(dòng)力加載系統(tǒng)和沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)均與控制系統(tǒng)相連；電液伺服動(dòng)力加載系統(tǒng)包括電液伺服作動(dòng)器、動(dòng)力控制設(shè)備與試驗(yàn)支座框架，其中，動(dòng)力控制設(shè)備內(nèi)部設(shè)置有電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)連接有油壓泵，油壓泵與電液伺服作動(dòng)器相連。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，油壓泵還連接有冷卻系統(tǒng)。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，模型箱包括鋼板底座、型鋼框架和有機(jī)玻璃板；鋼板底座上設(shè)置有4塊有機(jī)玻璃板，4塊有機(jī)玻璃板相連形成空腔，有機(jī)玻璃板外側(cè)設(shè)置有型鋼框架。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，鋼板底座的底面設(shè)置有橡膠減震墊。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，試驗(yàn)支座框架包括鋼管支架以及高度能夠調(diào)節(jié)的混凝土支撐板；混凝土支撐板水平設(shè)置，鋼管支架為兩對(duì)并且豎直設(shè)置，混凝土支撐板通過(guò)螺栓固定在兩對(duì)鋼管支架上，鋼管支架下端通過(guò)螺栓固定于鋼板底座上；電液伺服作動(dòng)器固定于混凝土支撐板上，并且電液伺服作動(dòng)器的下端穿過(guò)混凝土支撐板。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集儀、數(shù)據(jù)處理器以及控制主機(jī)；數(shù)據(jù)采集儀與沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相連，數(shù)據(jù)采集儀與數(shù)據(jù)處理器相連，數(shù)據(jù)處理器將處理后的試驗(yàn)數(shù)據(jù)傳輸至控制主機(jī)。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括載荷傳感器、位移傳感器和若干柔性位移計(jì)；載荷傳感器設(shè)置于電液伺服作動(dòng)器的加壓下端，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)循環(huán)動(dòng)載施加值；若干位移傳感器設(shè)置于電液伺服作動(dòng)器的缸筒一側(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)隧道模型底部位移值；載荷傳感器位移傳感器和若干柔性位移計(jì)均與數(shù)據(jù)采集儀相連。