[發明專利]一種可轉動模型試驗加載裝置及加載方法

在審

• 申請號: 201810283670.7
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108519287A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 崔偉;吳士乾;陳旭;劉聿鋒;張乾青;鄭加偉;田浩;倪振華;周魯;張程;焦安迪;馬池福;呂高航
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01N3/10
• 分類號: G01N3/10;G01N3/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

本發明公開了一種可轉動模型試驗加載裝置及方法，包括液壓加載裝置、傳力架和兩個可轉動加載裝置；每個所述的可轉動加載裝置包括加載板和設置在加載板上的兩個支架，在所述的兩個支架上設有轉桿，所述的轉桿通過軸承支撐；所述的兩個轉桿與傳力架相連，在所述的傳力架上設有一個固定在其頂面的圓柱軸，所述的液壓加載裝置為圓柱軸提供向下的力。

技術領域

本發明屬于土工模型試驗領域，可以模擬路基模型試驗中路面荷載的加載及加載方法。

背景技術

隨著我國經濟的發展，道路運輸在國民經濟中發揮著越來越重要的作用，在國家早期建設的高速公路，由于時間過久，很多高速不能滿足先如今交通運輸的要求，高速公路改擴建成為解決高速通行能力不足的最佳方法。高速公路改擴建不可避免的會有新舊路基的拼接，為了研究新舊路基拼接過程中可能產生的工程問題，需要進行相關的地質模型試驗進行研究。現如今過于新舊路基模型試驗研究較少，對于試驗中路面荷載的加載更是一個問題。因為在現在的研究中，路面荷載通常簡化為均布荷載，而均布荷載在加載過程中會產生不均與變形，在變形過程中要求不同部位的荷載要始終保持一致，現有的方法一是采用多個液壓裝置，路面不同位置進行分別加載；二是直接采用槽鋼等鋼結構進行平面加載。這兩種方法第一個需要耗費大量的財力物力，且多個液壓裝置并不能保證試驗的一致性，存在較多問題；平面加載則無法模擬路面的不均勻變形，當平板下方路面在荷載作用下產生不均勻變形時，平板由于剛度作用無法為變形較大的部分路面繼續提供相同大小的荷載，導致試驗結果不準確。

發明內容

針對路基模型試驗中存在的問題，本發明提供了一種僅用一組液壓裝置就能實現模型路面荷載加載且可以根據模型路面變形情況加載板可以進行對應的轉動，滿足荷載在模型面不同部位大小相同的要求。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種可轉動模型試驗加載裝置，包括液壓加載裝置、傳力架和兩個可轉動加載裝置；每個所述的可轉動加載裝置包括加載板和設置在加載板上的兩個支架，在所述的兩個支架上設有轉桿，所述的轉桿通過軸承支撐；所述的兩個轉桿與傳力架相連，在所述的傳力架上設有一個固定在其頂面的圓柱軸，所述的液壓加載裝置為圓柱軸提供向下的力。液壓加載裝置的加載桿加載到圓柱軸上，這樣傳力架在圓柱徑向方向可以根據下部變形情況產生轉動，不會限制其下部的不均勻變形。

進一步的，所述的液壓加載裝置為液壓控制的千斤頂，可利用電腦控制其加載速率和加載力的大小，通過螺栓等固定于反力架。

進一步的，所述傳力架可以傳遞液壓荷載。

進一步的，所述可轉動加載裝置，上部與傳力架相接，下部與模型面相接。

進一步的，所述液壓加載裝置，為固定于反力架上的液壓千斤頂，其加載力大小和變化情況可根據試驗要求通過電腦進行設定和控制。

進一步的，所述加載板為具有一定厚度的鋼板或槽鋼，要求有足夠的強度，可以將荷載均勻的加載到模型上，而轉動裝置通過支座焊接于加載板，包括軸承和轉桿；軸承和轉桿、加載板在加載過程中繞轉桿軸向方向可以有一個自由的轉動，不會限制其模型面的不均勻變形。

進一步的，所述傳力架為包括一個工字鋼和焊接于工字鋼上部的圓柱軸組成；且所述的圓柱軸的軸線方向與所述轉桿軸線方向平行；

所述工字鋼可根據裝置的大小選擇不同的型號，能夠將液壓加載裝置的加載力均勻的分配到下部兩個加載模塊上；

利用上述可轉動模型試驗加載裝置進行試驗的方法，包括以下步驟：

(1)根據試驗模型尺寸和加載力的大小，確定合理的裝置尺寸；

(2)將可轉動加載裝置安裝在模型加載面，其長度方向應與模型可能的不均勻變形方向垂直；

(3)將傳力架放置與兩個可轉動加載裝置的轉桿中間部位；