[發明專利]可用于研究循環移動荷載作用下地基力學行為的試驗系統

有效

• 申請號: 201711269332.X
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108195684B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 錢建固;戴浴晨;王其偉;黃茂松
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/36
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

1.一種可用于研究循環移動荷載作用下地基力學行為的試驗系統，其特征在于，包括：

剛性模型箱，用于裝載土體并設有透明觀察部位；

反力架，與剛性模型箱連接并固定在地面上，用于提供水平承載力和豎向承載力；

基礎模擬子系統，鋪設在土體上部；

靜-動耦合荷載加載子系統，通過基礎模擬子系統依次向土體施加前期固結壓力、豎向荷載和循環移動荷載，分別用于超固結土的制備、土體深度的模擬以及豎向靜-動耦合荷載的模擬，所述的靜-動耦合荷載加載子系統包括多個獨立控制的豎向電液伺服作動器，所述的電液伺服作動器安裝固定在反力架上，下部與基礎模擬子系統連接，各電液伺服作動器以不同的相位施加豎向循環動載，以模擬具有不同速度的移動荷載；

圖像采集子系統，用于采集土體位移和變形圖像；

數據控制與采集子系統，用于試驗系統的驅動控制、試驗數據的采集與傳輸。

2.根據權利要求1所述的一種可用于研究循環移動荷載作用下地基力學行為的試驗系統，其特征在于，所述的剛性模型箱為鋼結構箱體，所述的透明觀察部位為設置于側壁的鋼化玻璃。

3.根據權利要求1所述的一種可用于研究循環移動荷載作用下地基力學行為的試驗系統，其特征在于，所述的剛性模型箱底部設有可雙面排水或單面排水的閥門。

4.根據權利要求1所述的一種可用于研究循環移動荷載作用下地基力學行為的試驗系統，其特征在于，所述的反力架為鋼結構框架，包括垂向承載立柱和水平承載框架。

5.根據權利要求1所述的一種可用于研究循環移動荷載作用下地基力學行為的試驗系統，其特征在于，所述的靜-動耦合荷載加載子系統還包括油泵站，用于向電液伺服作動器提供一定的壓力。

6.根據權利要求5所述的一種可用于研究循環移動荷載作用下地基力學行為的試驗系統，其特征在于，所述的油泵站包括儲油箱、提供動力的高壓油泵、控制與測量組件，所述的儲油箱與高壓油泵連接，所述的高壓油泵通過管路與電液伺服作動器連接，所述的控制與測量組件與高壓油泵連接，所述的高壓油泵提供的壓力通過電液伺服作動器作用于基礎模擬子系統上。

7.根據權利要求1所述的一種可用于研究循環移動荷載作用下地基力學行為的試驗系統，其特征在于，所述的圖像采集子系統包括PIV照相機。

8.根據權利要求1所述的一種可用于研究循環移動荷載作用下地基力學行為的試驗系統，其特征在于，所述的數據控制與采集子系統包括：

電子計算機，用于試驗系統的驅動控制、試驗數據的記錄和處理；

多通道控制器，與電子計算機和靜-動耦合荷載加載子系統連接，用于控制加載的波形、幅值、次數和頻率；

土應力盒和孔壓傳感器，置入土體內部，與電子計算機連接；

位移傳感器，與電子計算機連接，用于測量基礎模擬子系統的沉降變形。

9.一種采用如權利要求1～8任一所述的可用于研究循環移動荷載作用下地基力學行為的試驗系統進行力學行為試驗的方法，其特征在于，包括：

固結階段，靜-動耦合荷載加載子系統先通過輔助的加載鋼板對土體施加前期固結壓力；

土體深度模擬階段，土體沉降穩定后對土體施加一個豎向荷載，待土體變形穩定，模擬得到一定深度的地基土體；

試驗階段，靜-動耦合荷載加載子系統在土體上施加豎向循環動載，通過變化循環荷載的頻率，模擬具有不同速度的移動荷載。