[發明專利]研究擋土墻后柔性墊層減壓性能的模型試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201811259443.7
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109440835A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 曹文昭;鄭俊杰;呂思祺;邵安迪;景丹;李立
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;中冶建筑研究總院（深圳）有限公司
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孔娜;曹葆青

1.一種研究擋土墻后柔性墊層減壓性能的模型試驗裝置，其特征在于：

所述模型試驗裝置包括模型箱、剛性面板、柔性墊層、可移動擋板、豎向加載系統及測試系統，所述剛性面板設置在所述模型箱前端，其一端轉動地連接于所述模型箱的底部；所述柔性墊層設置在所述剛性面板朝向所述可移動擋板的表面上，其與所述可移動擋板間隔設置；所述可移動擋板可拆卸地連接于所述模型箱，其位于所述模型箱內；所述豎向加載系統設置在所述模型箱的外側，其用于對所述模型箱內的填土施加豎向載荷；所述測試系統鄰近所述剛性面板設置，其用于采集及分析實驗數據；

所述剛性面板、所述模型箱及所述可移動擋板之間形成容納空間，所述容納空間用于收容填土；通過改變所述可移動擋板于所述模型箱上的安裝位置來改變所述剛性面板與所述可移動擋板之間的距離，進而改變所述填土的寬度，以模擬出不同墻后填土寬度對擋土墻后土壓力分布的影響；所述剛性面板通過相對于所述模型箱的轉動來改變自身與所述模型箱的底部之間的夾角，繼而對不同傾角的擋土墻進行模擬。

2.如權利要求1所述的研究擋土墻后柔性墊層減壓性能的模型試驗裝置，其特征在于：所述模型箱包括不銹鋼框架及設置在所述不銹鋼框架內的塑料板，多個所述塑料板分別作為所述不銹鋼框架的底板及側板。

3.如權利要求2所述的研究擋土墻后柔性墊層減壓性能的模型試驗裝置，其特征在于：所述塑料板、所述柔性墊層及所述可移動擋板形成所述容納空間；所述模型箱垂直于所述剛性面板轉動方向的相對的兩個側板上分別開設有弧形開口槽，第一螺栓的一端穿過所述弧形開口槽后連接于所述剛性面板，以將所述剛性面板固定；所述弧形開口槽的圓心位于所述模型箱的側板與底板的相接處，且所述弧形開口槽的圓心角為46°。

4.如權利要求1所述的研究擋土墻后柔性墊層減壓性能的模型試驗裝置，其特征在于：所述模型箱的側壁上還設置有多對滑軌，多對所述滑軌間隔設置，所述可移動擋板通過所述滑軌連接于所述模型箱。

5.如權利要求4所述的研究擋土墻后柔性墊層減壓性能的模型試驗裝置，其特征在于：每對所述滑軌中的兩個滑軌分別設置在所述模型箱相對的兩個側壁上且相對設置，所述滑軌用于收容部分所述可移動擋板；所述可移動擋板的兩端分別插入對應的所述滑軌中，由此所述可移動擋板連接于所述模型箱。

6.如權利要求1所述的研究擋土墻后柔性墊層減壓性能的模型試驗裝置，其特征在于：所述剛性面板還開設有兩排圓孔，所述圓孔用于供所述測試系統的位移計穿過，以使所述位移計測量不同高度處的柔性墊層的壓縮量。

7.如權利要求6所述的研究擋土墻后柔性墊層減壓性能的模型試驗裝置，其特征在于：所述柔性墊層朝向所述可移動擋板的表面上設置有數塊剛性薄片，所述剛性薄片分別粘貼于所述柔性墊層與所述圓孔相對應的位置；所述測試系統包括多個土壓力盒、多個位移計、支架及靜態應變采集儀，多個所述土壓力盒沿所述模型箱的高度間隔設置在所述柔性墊層上，以用于測量擋土墻后不同高度處的土壓力；所述支架設置在所述剛性面板外；所述位移計水平設置在所述支架上，其一端穿過所述圓孔及所述柔性墊層后抵靠在剛性薄片上，以測量所述柔性墊層不同高度處的水平壓縮量，進而將測量到的數據傳輸給所述靜態應變采集儀。

8.如權利要求7所述的研究擋土墻后柔性墊層減壓性能的模型試驗裝置，其特征在于：所述測試系統還包括便攜式計算機，所述土壓力盒及所述位移計分別連接于所述靜態應變采集儀，所述靜態應變采集儀將采集到的來自所述土壓力盒及所述位移計的數據傳輸給所述便攜式計算機，所述便攜式計算機對接收到的數據進行分析處理，以得到所述柔性墊層的減壓性能。

9.如權利要求1-8任一項所述的研究擋土墻后柔性墊層減壓性能的模型試驗裝置，其特征在于：所述豎向加載系統包括反力架、千斤頂及加載板，其用于向所述填土施加豎向載荷；所述反力架基本呈H型，其設置于所述模型箱的外側；所述千斤頂連接于所述反力架，其與填土相對；所述加載板連接于所述千斤頂的一端，其用于施壓給填土。

10.一種研究擋土墻后柔性墊層減壓性能的模型試驗方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)提供如權利要求1-9任一項所述的研究擋土墻后柔性墊層減壓性能的模型試驗裝置，并調整及固定所述剛性面板；

(2)確定所述可移動擋板的安裝位置，并將所述可移動擋板安裝到對應的安裝位置；

(3)采用砂雨法在所述剛性面板與所述可移動擋板之間分層鋪設中粗砂，直至所述剛性面板的頂部；之后，所述豎向加載系統向所述填土逐級施加豎向載荷；

(4)所述測試系統實時采集豎向加載過程中的土壓力及位移數據，并根據采集到的所述土壓力及位移數據分析擋土墻后柔性墊層的減壓性能。